Одна масса на трёх мирах
Перенеси тело на другое небесное тело, сохраняя массу. Сравни g и силу тяжести.
Схему можно прокрутить вбок. Все значения повторены в расчёте ниже.
Для Земли принято учебное g = 10 Н/кг, для Луны 1,6, для Марса 3,7 Н/кг. Сила направлена к поверхности небесного тела.
Притяжение тел
Все тела, обладающие массой, участвуют в гравитационном взаимодействии. В повседневных условиях особенно заметно притяжение к Земле из-за её большой массы.
Сила тяжести — сила, с которой Земля или другое небесное тело притягивает рассматриваемое тело. Вблизи поверхности Земли её направляют вертикально вниз, приблизительно к центру Земли.
Земля и тело
Гравитационное взаимодействие
Действие Земли на тело
Сила тяжести
Направление у поверхности
Вниз, к Земле
Сила тяжести действует на тело со стороны Земли или другого небесного тела.
Тяготение существует только при соприкосновении?
Нет. Гравитационное взаимодействие проявляется на расстоянии.
Вычисляем силу тяжести
Вблизи поверхности Fтяж = mg. Здесь m — масса, g — сила тяжести на единицу массы. У поверхности Земли g примерно 9,8 Н/кг; в учебных расчётах часто используют 10 Н/кг.
Если m = 3 кг и g = 10 Н/кг, Fтяж = 30 Н. Выбранное округление g нужно указывать, чтобы разные ответы можно было сравнить.
Дано
m = 3 кг; g = 10 Н/кг
Формула
Fтяж = mg
Расчёт
3 · 10 = 30 Н
При одинаковом g сила тяжести прямо пропорциональна массе.
Как изменится сила тяжести при увеличении массы вдвое?
В том же месте она увеличится вдвое, потому что g остаётся тем же.
Земля с борта «Аполлона-17»
Тяготение Земли действует на тела у поверхности и на орбите.
NASA / экипаж «Аполлона-17» · Общественное достояние · Источник фотографии.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Полнолуние крупным планом
На Луне сила тяжести для той же массы меньше, чем на Земле.
Luc Viatour · CC BY-SA 3.0 · Источник фотографии.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Масса сохраняется, g меняется
У поверхности Луны g около 1,6 Н/кг. Для тела массой 3 кг сила тяжести там около 4,8 Н. Масса при переносе тела сама по себе не меняется.
Значение g также зависит от высоты и положения на Земле. В задачах небольшого масштаба обычно используют одно указанное значение для всей ситуации.
| Место | Приближённое g | Сила для 1 кг |
|---|---|---|
| Земля, учебное округление | 10 Н/кг | 10 Н |
| Луна | 1,6 Н/кг | 1,6 Н |
| Марс | 3,7 Н/кг | 3,7 Н |
Различие силы тяжести на разных небесных телах связано с различием g.
Нужно ли умножать массу на 10 в любой задаче о планетах?
Нет. Следует использовать значение g для указанного небесного тела.
Тяжесть и движение
Падающий предмет изменяет скорость под действием тяжести, если другие воздействия не компенсируют её. При наличии воздуха важно учитывать сопротивление.
Спутник на орбите также притягивается Землёй. Его движение можно понимать как непрерывное свободное падение вокруг Земли, а не пребывание вне действия тяжести.
Книга на столе
Тяжесть компенсируется опорой
Спутник на орбите
Тяжесть изменяет направление скорости
Отсутствие падения на пол не означает отсутствия силы тяжести.
Почему книга не проваливается вниз, хотя на неё действует тяжесть?
Стол действует на книгу вверх. При покое эти силы компенсируются.
Шесть выводов
Тест · 10 вопросовОдин правильный ответ в каждом вопросе
Сначала изучи модель и конспект. За каждый верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5. После проверки откроются пояснения.
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Физика, 7 класс», § 22. Тема и содержание сверены с файлом «7 класс. Физика — § 22. Явление тяготения.pdf». Объяснения, расчётные примеры и модели подготовлены для этого конспекта. Дополнительные зависимости в моделях отмечены отдельно.
Изображения загружаются непосредственно из интернета. Авторство и лицензии указаны под каждой иллюстрацией. Число частиц, размеры и цвета учебных схем условны.