Ауырлық күші - физикадағы негізгі күштердің бірі. Гравитацияның ең маңызды аспектісі - бұл әмбебап: барлық объектілерде басқа заттарды тартатын тартылыс күші болады. Ауырлық күшінің шамасы екі заттың массасы мен ара қашықтығына байланысты.
Қадам
2 -ден 1 -ші бөлім: Екі зат арасындағы ауырлық күшін есептеу
Қадам 1. Затқа тартылатын тартылыс күшінің теңдеуін анықтаңыз, Fгравитация = (Гм1м2)/д2.
Заттың тартылыс күшін есептей алу үшін бұл теңдеуде екі заттың массасы мен олардың бір -бірінен қашықтығы да ескеріледі. Теңдеудің айнымалылары төменде сипатталған.
- Fгравитация тартылыс күші болып табылады
- G - әмбебап тартылыс константасы 6.673 x 10-11 Нм2/кг2
- м1 бұл бірінші объектінің массасы
- м2 бұл екінші заттың массасы
- d - екі объектінің центрлері арасындағы қашықтық
- Кейде d орнына r әрпін табасыз. Бұл екі белгі екі объект арасындағы қашықтықты білдіреді.
Қадам 2. Сәйкес көрсеткіш бірліктерін қолданыңыз
Бұл теңдеу үшін метрикалық бірліктерді қолдану қажет. Заттың массасы килограмммен (кг), ал заттар арасындағы қашықтық метрмен (м) болуы керек. Жалғастырмас бұрын бұл бірліктерді метрикалық бірліктерге түрлендіру қажет
Қадам 3. Қарастырылып отырған заттың массасын анықтаңыз
Кішкентай заттар үшін олардың салмағын килограмммен анықтау үшін өлшеуге болады. Үлкен нысандар үшін массаны кестеден немесе интернеттен іздеуге болады. Физика есептерінде әдетте объектінің массасы айтылады.
Қадам 4. Екі заттың арасындағы қашықтықты өлшеңіз
Егер сіз объект пен жердің арасындағы тартылыс күшін есептеуге тырыссаңыз, онда бұл объектінің жердің ортасынан қаншалықты алыс екенін білуіңіз керек.
- Жер бетінен жердің ортасына дейінгі қашықтық шамамен 6,38х106 м.
- Сіз Интернеттен жердің ортасынан әр түрлі биіктіктегі объектілерге дейінгі қашықтықты көрсететін кестелерді немесе басқа дереккөздерді іздей аласыз.
5 -қадам. Есептеуді аяқтаңыз
Егер сіз теңдеудегі айнымалыларды анықтаған болсаңыз, оларды шешу үшін еркін енгізіңіз. Барлық айнымалылардың метрикалық бірліктерде екеніне және дұрыс масштабталғанына көз жеткізіңіз. Масса килограмммен, ал қашықтық метрмен болуы керек. Теңдеулерді есептеулердің ретімен шешіңіз.
- Мысалы, массасы жер бетінен 68 кг жоғары болатын адамның тартылыс күшін анықтаңыз. Жердің массасы 5,98 х 1024 кг.
- Барлық айнымалылардың дұрыс бірліктерде екеніне көз жеткізіңіз. м1 = 5, 98 x 1024 кг, м2 = 68 кг, G = 6.673 x 10-11 Нм2/кг2және d = 6, 38 x 106 м
- Теңдеуді жазыңыз: Fгравитация = (Гм1м2)/д2 = [(6, 67 x 10-11) x 68 x (5, 98 x 1024)]/(6, 38 x 106)2
- Есептелген екі объектінің массасын көбейтіңіз. 68 x (5, 98 x 1024) = 4,06 x 1026
- Нәтижені m көбейтіңіз1 және м2 гравитациялық тұрақтылықпен Г. (4,06 x 1026) x (6.67 x 10-11) = 2,708 x 1016
- Екі объектінің арасындағы қашықтықты квадратқа салыңыз. (6, 38 x 106)2 = 4,07 x 1013
- Нәтижені бөлісу G x m1 x m2 Ньютондағы тартылыс күшін алу үшін квадрат қашықтық бойынша (N). 2, 708 x 1016/4, 07 x 1013 = 665 Н.
- Оның тартылыс күші 665 Н.
2 -ден 2 -бөлім: Жердегі тартылыс күшін есептеу
Қадам 1. Ньютонның екінші заңын түсін, F = ma
Ньютонның екінші заңында объектінің үдеуі оған әсер ететін таза күшке тура пропорционалды және оның массасына кері пропорционал деп көрсетілген. Басқаша айтқанда, егер затқа әсер ететін күш қарама -қарсы бағытта әрекет ететін күштен үлкен болса, онда зат күшті күшпен қозғалады.
- Бұл заңдылықты F = ma теңдеуімен қорытындылауға болады, мұнда F - күш, m - заттың массасы, ал а - үдеу.
- Осы заңның арқасында біз жер бетіндегі барлық объектілердің тартылыс күшін гравитация әсерінен белгілі үдеуді қолдана отырып есептей аламыз.
2 -қадам. Жердің тартылыс күшіне байланысты үдеуді табыңыз
Жер бетінде тартылыс күші барлық объектілердің 9,8 м/с жылдамдыққа көтерілуіне әкеледі2. Жер бетінде біз жеңілдетілген теңдеуді қолдана аламыз: Fгравитация = мг тартылыс күшін есептеу үшін.
Егер сіз гравитациялық күштердің нақты санын білгіңіз келсе, сіз формуланы бұрынғы қадамда қолдана аласыз, Fгравитация = (GMЖерм)/к2 тартылыс күшін анықтау.
Қадам 3. Сәйкес көрсеткіш бірліктерін қолданыңыз
Бұл теңдеу үшін метрикалық бірліктерді қолдану қажет. Заттың массасы килограмммен (кг), ал заттар арасындағы қашықтық метрмен (м) болуы керек. Жалғастырмас бұрын бұл бірліктерді метрикалық бірліктерге түрлендіру қажет.
4 -қадам. Қарастырылып отырған заттың массасын анықтаңыз
Кішкентай заттар үшін олардың салмағын килограмммен анықтау үшін өлшеуге болады. Үлкен нысандар үшін кестеден немесе интернеттен шамамен массаны іздеуге болады. Физика есептерінде әдетте объектінің массасы айтылады.
5 -қадам. Есептеуді аяқтаңыз
Егер сіз теңдеудегі айнымалыларды анықтаған болсаңыз, оларды шешу үшін енгізіңіз. Барлық айнымалылар метрикалық бірліктерде екеніне және дұрыс масштабталғанына көз жеткізіңіз. Масса килограмммен, ал қашықтық метрмен болуы керек. Теңдеулерді есептеулердің ретімен шешіңіз.
- Алдыңғы қадамда теңдеуді қолдануға тырысайық және нәтижелердің қаншалықты жақын екенін көрейік. Жер бетіндегі массасы 68 кг адамның тартылыс күшін анықтаңыз.
- Барлық айнымалылардың дұрыс бірліктерде екеніне көз жеткізіңіз: m = 68 кг, g = 9,8 м/с2.
- Формуланы жазыңыз. Fгравитация = мг = 68*9, 8 = 666 Н.
- F = mg формуласын қолдану арқылы тартылыс күші 666 Н құрайды, ал алдыңғы қадамдағы формуладан алынған нәтиже 665 Н құрайды. Көріп отырғаныңыздай, екі нәтиже бірдей.
Кеңестер
- Бұл екі формула бірдей жауап беруі керек, бірақ планетаның бетіндегі объектілерді талқылау кезінде қысқа және қарапайым формуланы қолдану оңай.
- Бірінші формуланы қолданыңыз, егер сіз планетада тартылыс әсерінен үдеуді білмесеңіз немесе ай немесе планеталар сияқты өте үлкен екі объектінің арасындағы тартылыс күшін есептесеңіз.
