Закон всемирного тяготения. Искусственные спутники земли

Он гласит, что сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы и , разделёнными расстоянием , пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними — то есть:

Здесь — гравитационная постоянная, равная м³/(кг с²).

Искусственный спутник Земли (ИСЗ) — космический аппарат, вращающийся вокруг Земли по геоцентрической орбите.

Для движения по орбите вокруг Земли аппарат должен иметь начальную скорость, равную или немного большую первой космической скорости.

Искусственные спутники Земли широко используются для научных исследований и прикладных задач (см. военные спутники, исследовательские спутники,метеорологические спутники, навигационные спутники, спутники связи), а также в образовании (в России запущен ИСЗ созданный преподавателями, аспирантами и студентами МГУ, планируется запуск спутника МГТУ им. Баумана) и хобби — радиолюбительские спутники.

Первая космическая скорость (круговая скорость) - наименьшая начальная скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы оно стало искусственным спутником планеты (для Земли - 7,9 км/с) - траектория 1. Вторая космическая скорость (параболическая скорость) - наименьшая начальная скорость, которую необходимо сообщить телу, для того, чтобы оно могло преодолеть притяжение планеты (для Земли - 11,2 км/с) - траектория 3. Третья космическая скорость - наименьшая начальная скорость, при которой тело покидает Солнечную систему (для Земли -16,6 км/с) - траектория 4.

 

Сила тяжести

Сила тяжести - это сила притяжения тел к Земле (к планете).
- из закона Всемирного тяготения. (где M - масса планеты, m - масса тела, R - расстояние до центра планеты). - сила тяжести из второго закона Ньютона (где m - масса тела, g - ускорение силы тяжести).
- ускорение силы тяжести не зависит от массы тела (опыты Галилея).	g0=9,81 м/с^2 - на поверхности Земли
Если обозначить R0 радиус планеты, а h - расстояние до тела от поверхности планеты, то:
Ускорение силы тяжести зависит: 1. Массы планеты. 2. Радиуса планеты. 3. От высоты над поверхностью планеты. 4. От географической широты (на полюсах - 9,83 м/с^2. на экваторе - 9,79 м/с^2. 5. От залежей полезных ископаемых.

 

Вес и невесомость

Сила, с которой все тела действуют на горизонтальную опору или вертикальный подвес вследствие притяжения Земли, наз. весом тела.

P=m(g-a) - вес тела в случае, когда вектор ускорения совпадает по направлению с вектором ускорения свободного падения. В этом случае сила веса по модулю меньше силы тяжести. При a=g P=0 - состояние невесомости. Т.е., если тело свободно падает, то оно не имеет веса.

 

Сила упругости. Закон Гука

Си́ла упру́гости — сила, возникающая при деформации тела и противодействующая этой деформации.

Fx = F упр = – kx.

Сила упругости, возникающая в теле при его деформации, прямо пропорциональна величине этой деформации, взятой с противоположным знаком. Коэффициент k называется жесткостью тела. В системе СИ жесткость измеряется в ньютонах на метр (Н/м).

Сила трения

Сила трения – сила, возникающая при движении тела в упругой среде. Тре́ние — процесс взаимодействия тел при их относительном движении (смещении) либо при движении тела в газообразной или жидкой среде.

Сила трения – сила электромагнитной природы. При движении тела происходит разрыв молекулярных связей.

 

 

 

Давление

Давле́ние — физическая величина, равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S перпендикулярно этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы , действующей на малый элемент поверхности, к его площади: [p]=Па 1Па=1 Н/м²

Статика

Момент силы

Момент силы — векторная физическая величина, равная произведению радиус-вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело.