Методическая разработка (стр. 3 )

Силы, с которыми все тела притягиваются друг к другу, назы­ваются силами всемирного тяготения, или гравитационными си­лами. Предположение о существовании этих сил было высказано аглийскйм физиком Исааком Ньтоном. Он доказал, что сила тяготения, действующая между любыми телами Вселенной, является причиной, вызывающей, например, падение камня на землю, движение Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца. И. Ньютону также удалось доказать, что сила притяжения между телами зависит от масс обоих тел и от расстояния между ними. Окончательная формулировка закона всемирного тяготения была сделана И. Ньютоном в 1687 году.

Закон всемирного тяготения :Тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой пропорционален произведению их масс и обратно пропорци­онален квадрату расстояния между ними:

, где - G гравитационная постоянная.()

Сила тяжести — сила притяжения тел к Земле. Это одно из Проявлений силы всемирного тяготения.

Согласно закону всемирного тяготения силу тяжести, действующую на тело вблизи поверхности Земли, можно выразить фор­мулой: , где m - масса тела; - масса Земли; - радиус Земли.

Вес тела — это сила, с которой тело, вследствие притяжения к Земле, действует на горизонтальную опору или растягивает верти­кальный подвес. Эта сила приложена к опоре либо к подвесу. Если опора неподвижна или движется равномерно и прямолинейно, то вес тела численно равен силе тяжести.

При свободном падении тела, когда ускорение движения равно ускорению свободного йадения а = g, вес тела равен нулю Р = 0. В этом случае имеет место состояние невесомости — состо­яние, при котором тело не действует на опору или подвес вследст­вие притяжения к Земле. В состоянии невесомости находится всякое тело, которое движется только под действием силы тяжес­ти (или силы тяготения). Например, в состоянии невесомости находятся космонавты и предметы внутри космического корабля.

Движение тела с начальной скоростью, направленной под углом к горизонту, является криволинейным движением. Приме­рами движения тел, брощенвых под углом к горизонту, могут быть полет пуль и снарядов, метание диска или копья спортсменом.

Движение тела, брошенного горизоптально с некоторой высоты, можно разложить на два независимых движения: равномерное прямолинейное, происходящее в горизонтальном направлении со скоростью , равной начальной скорости бросания и свободное падение с высоты, на которой находилось тело в момент бросания, с ускорением g().Траекторией является ветвь параболы. Уравнения по осям X и Y:

OX: ; OY:

Искусственный спутник Земли (ИСЗ) — тело, движущееся по окружности вокруг Земли. Движение искусственных спутников рассматривают как равномерное движение по окружности.

Наименьшая начальная скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно стало спутником другого тела (планеты или какого-нибудь массивного небесного тела), называется первой космической скоростью

Первая космическая скорость для спутников Земли равна:

У поверхности Земли, принимаемой за однородный шар радиусом =6371 км, лишенный атмосферы (если принять h= 0), =7,9 км/с

Импульсом (от латинского impulsus — толчок, удар), или коли­чеством движения, материальной точки называется физическая величина, равная произведению ее массы и скорости движения:

Импульс величина векторная направление которой совпадает с направлением вектора скорости точки. За единицу импульса тела в СИ принят импульс тела массой 1 кг, движущегося со скоростью 1 м/с: (килограмм на метр в секунду).

Импульсом силы называется физическая величина, равная произведению силы на промежуток времени, в течение кото­рого эта сила действовала на материальную точку или тело.

Закон сохранения импульса:

Геометрическая сумма импульсов тел, составляющих зам­кнутую систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Реактивное движение возникает, когда от тела отделяется и движется с некоторой скоростью какая-то его часть.

Например, реактивное движение совершают самолеты, движу­щиеся со скоростями в несколько тысяч км/ч, боевые ракеты, кос­мические ракеты, катерасводометным двигателем, атакже некото­рые живые существа — кальмары, каракатицы, осьминоги.

Реактивное движение возникает при истечении продуктов сгорания из сопла реактивного летательного аппарата. При этом появляется реактивная сила, сообщающая телу ускорение. Она возникает без какого-либо взаимодействия с внешними телами и действует лишь до тех пор, пока продолжается истечение газов. Всякая ракета представляет собой систему двух тел — оболочку и содержащееся в ней топливо. Взаимодействие происходит лишь между ракетой и вытекающей из нее струёй вещества (газа). Топливо при запуске ракеты сжигается и превращается в газ высокого давления и высокой температуры. При истечении из сопла ракеты этот газ за счет давления в камере сгорания приобретает некоторую скорость относительно Земли и, следовательно, Некоторый импульс. В соответствии с законом сохранения импульса сама ракета получит импульс, равный по модулю импульсу газов, но направленный в противоположную сторону. Перед стартом ракеты общий импульс ракеты и горючего был равен нулю в системе отсчета, связанной с Землей. При отсутст­вии внешней силы после включения двигателей сумма импульсов ракеты и истекающих газов также должна быть равна нулю. Следовательно: , где M - масса ракеты, - скорость ракеты, m - масса выброшенных газов,- скорость истечения газов.

Величина называется реактивной силой, которая появляется вследствие истечения газов из ракеты, приложена к ракете и направлена противоположно скорости газов относитель­но ракеты.

Законы движения тел переменной массы были исследованы русскими учеными (1859-1935) и (1857-1935).

принадлежит также идея создания “косми­ческих ракетных поездов” — многоступенчатых ракет. Он первым высказал идею о создании внеземных станций как промежу­точных пунктов при межпланетных полетах. Эти работы послужили основой для создания современной теоретической и практической космонавтики.

Точки приложения сил (а=1,2,...) зададим - радиус векторами с началом в точке О. Из двух векторов и можно образовать по определенному правилу новый век­тор М, называемый моментом силы относительна точки О. Первое условие рав­новесия твердого тела: в положении равновесия сумма сил, дей­ствующих на тело равна нулю. Второе условие равновесия твердого тела: в положении равновесия сумма моментов сил, действующих на тело относительно произвольной точки равна нулю.

Центром тяжести называется точка приложения суммы сил тяжести, действующих на каждую частицу твердого тела. Точка приложения С результирующей силы должна быть выбрана таким образом, чтобы момент силы относительно произвольной точки О равнялся сумме моментов сил относительно той же точки. Из условия равенства суммы моментов сил тяжести, действующих на каждую частицу, и момента результирующей силы относительно оси z получим уравнения: