у тела в виде одного шара, центр масс совпадает с центром

Закон всемирного тяготения.
Невесомость
Гравитационные силы
Закон всемирного тяготения был открыт
И. Ньютоном в 1682 году.
Еще в 1665 Ньютон высказал предположение,
что силы, удерживающие Луну
на ее орбите, той же природы, что и силы,
заставляющие яблоко падать на
Землю. По его гипотезе между всеми телами
Вселенной действуют силы
притяжения,направленные по линии, соединяющей центры масс.
Например: у тела в виде одного шара,
центр масс совпадает с центром шара.
Гравитационные силы притяжения между телам
F1= - F2
Обратная задача механики
Также Ньютон пытался найти физическое
объяснение законам движения
планет и дать количественное выражение
для гравитационных сил.
Зная как движутся планеты, Ньютон хотел определить,
какие силы на них
действуют. Такой путь носит название обратной
задачи механики: определить
действующие на тело силы, если известно, как оно движется.
Решение этой задачи и привело Ньютона к открытию
закона всемирного тяготения.
Закон всемирного тяготения
Все тела притягиваются друг к другу с силой,
прямо пропорциональной произведению
их масс и обратно пропорциональной
квадрату расстояния между ними
F=
Гравитационная постоянная
Коэффициент пропорциональности G
одинаков для всех тел в природе.
Его назівают гравитационной постоянной
G = 6,67428(67)·10−11 Н·м²·кг²
Силы всемирного тяготения в природе
Многие явления в природе объясняются
дейсвием сил всемирного тяготения.
Движение планет в Солнечной системе,
движение искусственных спутников Земли,
траектории полета баллистических ракет,
движение тел вблизи поверхности Земливсе эти явления находят объяснение
на основе закона Всемирного тяготения.
Сила тяжести
Одним из проявлений силы всемирного
тяготения является сила тяжести.
Так принято называть силу притяжения
тел к Земле вблизи ее поверхности.
F=mg
Где g- ускорение свободного падения
При удалении от Земли
При удалении от поверхности Земли сила
земного тяготения и ускорение свободного падения
изменяются обратно пропорционально
Квадрату расстояния R до центра Земли.
Гравитация на Луне
Гравитационное поле Луны определяет
ускорение свободного падения
на ее поверхности.
Масса Луны в 81 раз меньше массы Земли, а ее радиус
Приблизительно в 3,7 раза меньше радиуса Земли.
Человек на Луне
В условиях такой слабой гравитации оказались
космонавты, попавшие на Луну.
Человек в таких условиях может совершать гигантские прыжки.
Например, если в земных условиях человек
подпрыгивает на высоту 1 м,то на Луне
он подпрыгнет на высоту 6м.
Невесомость
Невесо́мость — состояние, при котором сила взаимодействия тела
с опорой (вес тела), возникающая в связи с гравитационным
притяжением, действием других массовых сил, в частности
силы инерции, возникающей при ускоренном движении тела,
отсутствует.
Особенности деятельности человека
условиях невесомости
В условиях невесомости на борту космического аппарата
многие физические процессы (конвекция, горение и т.д.)
протекают иначе, чем на Земле. Отсутствие силы тяжести,
в частности, требует специальной конструкции таких
систем как душ, туалет, системы разогрева пищи, вентиляции и т.д.
Во избежание образования застойных зон, где может
скапливаться углекислый газ, и для обеспечения равномерного
смешивания теплого и холодного воздуха на МКС, например,
установлено большое количество вентиляторов. Прием пищи
и питьё, личная гигиена, работа с оборудованием и в целом
обычные бытовые действия также имеют свои особенности и
требуют от космонавта выработки привычки и нужных навыков.
Воздействие невесомости
на организм человека
При переходе из условий земной гравитации к условиям
невесомости (в первую очередь при выходе космического
корабля на орбиту) у большинства космонавтов наблюдается
реакция организма, называемая синдромом космической адаптации.
При длительном (несколько недель и более) пребывании человека
в космосе отсутствие гравитации начинает вызывать в организме
определённые изменения, носящие негативный характер.
Первое и самое очевидное последствие невесомости —
стремительное атрофирование мышц:
мускулатура фактически выключается из деятельности человека,
в результате падают все физические характеристики организма.
Кроме того, следствием резкого уменьшения активности
мышечных тканей является сокращение потребления организмом
кислорода, и из-за возникающего избытка гемоглобина
может понизиться деятельность костного мозга,
синтезирующего его (гемоглобин).
Вес и гравитация
Довольно часто исчезновение веса путают с исчезновением
гравитационного притяжения. Это не так. В качестве примера
можно привести ситуацию на Международной космической
станции (МКС). На высоте 350 километров(высота нахождения
станции) ускорение свободного падения имеет значение 8,8 м/с²,
что всего лишь на 10 % меньше,чем на поверхности Земли.
Состояние невесомости на МКС возникает не из-за
«отсутствия гравитации», а за счёт движенияпо круговой орбите
с первой космической скоростью, то есть действующая
на космонавтов сила притяжения Земли компенсируется
центробежной силой.
Невесомость на Земле
На Земле в экспериментальных целях создают кратковременное
состояние невесомости (до 40 с) при полётах самолёта по
параболической (а на самом деле — баллистической траектории),
то есть такой, по которой летел бы самолет под воздействием
одной лишь силы земного притяжения;
эта траектория являетсяпараболой лишь при небольших
скоростях движения; для спутника это эллипс, окружность
или гипербола.
Состояние невесомости можно ощутить в начальный момент
свободного падения тела в атмосфере, когда сопротивление
воздуха ещё невелико.