Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

  • Механическая работа и энергия

  • Кинематика

  • Динамика

  • Законы сохранения в механике

  • Статика

  • Физические явления и методы их изучения

Конспект урока: Сила тяжести

Другие разделы

20.04.2024
1916
0

Сила тяжести

План урока

  • Силы в механике
  • Сила тяжести

Цели урока

  • узнать, что в физике называют «свободным падением тел»
  • уметь изображать силу тяжести на физических рисунках
  • уметь решать задачи с использованием силы тяжести

Разминка

  • Одинаковая ли сила тяжести действует на висящую и летящую сосульку?
  • Если положить кусок пенопласта на воду, то как изменится действующая на него сила тяжести?

Силы в механике

Мы переходим к более подробному изучению различных сил. Это будут сила тяжести, сила упругости, сила реакции опоры, сила трения. Чтобы правильно решать практические задачи с этими силами, нужно уметь верно отвечать на шесть вопросов:

 

  1. На какое тело действует сила?
  2. Какое тело вызывает эту силу (оно обязательно должно быть, раз тела взаимодействуют)?
  3. Чему равен модуль этой силы?
  4. Куда эта сила направлена?
  5. К какой точке приложена сила (если тело не точечное)?
  6. Какова природа силы?
     

А начнём мы с силы, которая действует на все тела на Земле и с которой человек сталкивался ещё в глубокой древности, — с силы тяжести.

Сила тяжести

Все тела во Вселенной обладают массой и притягиваются благодаря силе гравитации. Притягиваются Земля и Луна, Солнце и другие звёзды, галактики и скопления галактик друг к другу.
 

Когда мы находимся на Земле, то ощущаем притяжение к ней как к самому близкому массивному телу. Её масса равна 6 000 000 000 000 000 000 000 000 кг = 6 ∙ 1024 кг! Гравитационное притяжение к другим земным телам пренебрежимо мало по сравнению с притяжением к Земле, так как масса этих тел пренебрежимо мала по сравнению с массой Земли.


Сила, с которой все тела притягиваются к Земле, называют силой тяжести .


Сила тяжести направлена вертикально вниз к центру Земли. Если тело предоставить само себе и оно достаточно компактное и тяжёлое, чтобы можно было пренебречь трением о воздух, то оно будет падать вертикально вниз с ускорением свободного падения g = 9,81  10 м/с2.


Свободное падение — это движение тела только под действием силы тяжести.


Из второго закона Ньютона следует, что, так как сила F, действующая на тело, равна произведению массы тела m, на вызываемое силой ускорение a:
 

F = m · a,
 

а для силы тяжести a = g , то сила тяжести Fтяж равна произведению массы тела на ускорение свободного падения: 

 

Fтяж = m · g.

 

Важно отметить, что сила тяжести действует на любое тело и зависит только от его массы и ускорения свободного падения, но не зависит от положения тела, скорости его движения, того, лежит ли тело на поверхности или подвешено на нити, лежит ли тело на земле или плавает на воде. Например, корабль, стоящий на стапеле и тот же корабль, плывущий в море (при условии его неизменной массы) совершенно одинаково притягивается к Земле (даже во время шторма).


На любое тело массой m вблизи поверхности Земли всегда действует сила тяжести  Fтяж = m · g, направление которой совпадает с направлением ускорения свободного падения g.


Рис. 1. Изображение силы тяжести

 

Поскольку все тела в масштабе Земли являются точечными (поставьте точку на глобусе и её размер будет с целый мегаполис), то считается, что сила тяжести приложена к центру масс тел. Поэтому сила тяжести изображается от центра тел вертикально вниз. Приведём примеры изображения силы тяжести для тела, лежащего на опоре, и тела, подвешенного на нити (рис. 1).

Итоги

  • На любое тело массой m вблизи поверхности Земли всегда действует сила тяжести  Fтяж = m · g, направление которой совпадает с направлением ускорения свободного падения g.
  • Свободное падение — это движение тела только под действием силы тяжести.


Упражнение 1

 

1. Изобразите силу тяжести для трёх различных тел из быта и техники.

 

2. Чему равна сила тяжести тела массой 48,4 кг? А сила тяжести тела массой 12 г?


Контрольные вопросы

 

1. Является ли приземление парашютистов с раскрытым парашютом свободным падением?
2. На какие шесть вопросов нужно ответить при рассмотрении сил?
3. Почему падение капли воды можно считать свободным падением, а снежинки — нет?
4. По какой формуле рассчитывается сила тяжести и как изображается вектор силы тяжести?


Ответы

 

Упражнение 1

 

2. 484 Н; 0,12 Н.


Предыдущий урок
Применение условий равновесия твёрдого тела. Решение задач
Статика
Следующий урок
Физические величины. Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений. Физика и её влияние на развитие техники
Физические явления и методы их изучения
Урок подготовил(а)
teacher
Андрей Михайлович
Учитель физики
Опыт работы: 12 лет
Поделиться:
  • Международные отношения в конце XV – XVII вв.

    История

  • Жгутиконосцы. Корненожки

    Биология

  • Разложение на множители суммы и разности кубов

    Алгебра

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке