Kanyargós mozgással
A test görbületi mozgásában a W = W + Wn | m gyorsító vektor.
De a 2. rend szerint. Newton, a W test gyorsulásvektora az aktuális hatósugárral párhuzamosan irányul, és egyenlő: F / m. Ennek következtében egy ívelt pályán mozgó testet egy olyan erő irányítja, amely ugyanolyan szögben van a pályán, mint a test gyorsulásvektora.
Mivel a vektorok egyenlõsége minden irányhoz képest egyenlõségét sugallja, akkor a cselekvõ erõt Ft + Fn összegeként is megjeleníthetjük. A gyorsulás megfelelő komponenseivel párhuzamos irányban, azaz tangens és normális a test pályájához: F = mW = mdV / dt; Fn = mWn = mV2 / R.
Az Ftt erő tangenciális komponense az érintő mentén van irányítva, és csak a nagyságrendben határozza meg a test sebességének változását. Force Fn. amely meghatározza a test sebességének változását az irányt tekintve, centripetális erőnek nevezik.
F = m Ö (dV / dt) 2 + (V 2 / R) 2;
Wn W <90 0 – ускоренное движение,
> 90 0 - lassú mozgás,
Fn F = 0. 90 togdatg = tg90 0 = , lehetséges pridV / dt = 0. Ezért, ebben az esetben velichinaV = const, ahol takzheF = dV / dt = 0, úgy, hogy az eredő erő ható a testen, a nagysága lenne ravnoyF = F 2 2 + Fn = Fn = mV 2 / R,
azaz egy centripetális erő lesz, amely csak a sebesség irányát változtatja meg, de nem annak nagyságát. Ezzel ellentétben, ha a test görbületi mozgása nem változik idősebességével, és dV / dt = 0, akkor tg = , akkor a rá ható erő irányul.
Különösen, ha a pont a test mozog egyenletesen egy R sugarú kör, todV / dt = 0F = MDV / dt = 0 és F = Fn = mV 2 / RNE változik az idővel, t.k.R = constiV = const.
Ha a forgó testet a forgási kerület egy másik testén tartja, akkor hivatkozásnak nevezik. és ebben az esetben csak az egymás közötti kölcsönhatás fontos szerepet játszik a mozgásban, a centripetális erő a forgás középpontja felé kerül a legforgalmasabb testre a kapcsolat oldaláról. A 3. sorrend szerint. Newton, a forgó testnek ugyanolyan nagyságú, de ellentétes irányban kell kapcsolódnia. A forgó test oldaláról, az mV 2 / R-vel egyenlő nagyságú és a forgás középpontjától sugárzott irányba irányított erő centrifugális.
A golyó elforgatása a menethez.
A repülőgép repülés közben a "hurok"
Forgalom a turnen.
5. Az univerzális gravitáció törvénye. A testtömeg függ a tengerszint feletti magasságtól és a földrajzi szélességtől. Gravitációs mező
Minden fizikai testek vannak kitéve az intézkedés erők kölcsönös vonzás. Az alaptörvény, amely meghatározza a gravitációs erő volt, fogalmazott Newton és az úgynevezett Newton gravitációs: bármely két lényeges ponton, erők kölcsönös vonzás, egyenesen arányos a termék a tömegek ezeket a pontokat, és fordítottan arányos a távolság négyzetével köztük:
R12 a sugárvektor, amelyet vektorból vettünk fel
Az (1) -től Mzemi = 6,10 24 kg
Az f együtthatót a gravitációs állandónak nevezik. Numerikusan egyenlő az azonos egységtömeg két anyagpontjának kölcsönös vonzereje erejével, amelyek egy egységnyi távolságra vannak egymástól. A gravitációs konstansot kísérleti úton határozzuk meg, f = (6,67 - + 0,01) .10 -11 Nm 2 / kg 2.
A két test közötti kölcsönös gravitáció erejének meghatározásakor, amelyeket nem lehet pontnak tekinteni, a következők szerint járjon el. Az egész testrész apró részecskékre oszlik, amelyek pontként tekinthetők, válasszon egy részecskét 2 testből, és meghatározza a vonzó erők eredőjét a test összes 1 részének részéről. Ezután tegye meg ugyanazt a test minden más részecskéjére, és vegye be az összeget; ez az összeg 1 test testtömegének erősségét jelöli 2-nél. 3 Newton törvény határozza meg az 1 testre ható erőt. A homogén anyagból készült gömbök számításai azt mutatják, hogy az eredményül kapott gravitációs erőt az egyes gömbök középpontjában alkalmazzák, és egyenlő az m1 m2 / R2-vel (R a centrumok közötti távolság).
A test súlya az az erő, amellyel ez a test a Föld felé irányuló gravitáció következtében fellép egy olyan támaszon (vagy felfüggesztésen), amely megóvja a testet a leeséstől.
A testtömeg csak akkor jelenik meg, ha a test g-től eltérõ gyorsulással mozog. Amikor más erők hatnak a testre a gravitáció mellett. A test állapotát, amelyben csak a gravitáció hatására mozog, a súlytalanság állapotának nevezik.
A testsúly a tengerszint feletti magasságától és a terep földrajzi szélességétől függ. Tehát, ha a tenger szintjén a Földön a tömeg testére ható gravitációs erő F0 = fmM3 / R2 (itt R = 6370 km a Föld sugara), majd tengerszint feletti magasságon
Ezeknek az erőknek az arányát figyelembe véve F0 / F = (R + h) 2 / R 2 1 + 2h / R-t kapunk. A h2 / R2 kifejezés kicsi, mint a v. másokkal, és elhanyagolt. Ezután F = F0 / (1 + 2h / R) = F0 (1 + 2h / R) -1 = F0 (1-2h / R)
Ie a test magasságának emelkedése a tenger szintjén, a test tömegére utaló gravitációs erő csökken.
A hegyek jelenléte, a föld kéregének szakaszai, amelyek rendellenes sűrűséggel vannak a testek közelében, stb. szintén befolyásolja súlyuk értékét. Ez a kőzetek sűrűségének, az ásványi anyagok feltárásának stb. Meghatározásának egyik módja.
Mivel a Föld középpontjától a pólusoktól való távolság kisebb, mint az Egyenlítőhöz képest, az egyik vagy másik test súlya a póluson nagyobb lesz, mint az egyenlítőnél. Ez részben meghatározza a testek súlyának függését a földrajzi területen. a terep szélessége. De a fő ok, amely meghatározza a test súlyának függését a terep szélességétől, a Föld napi forgása tengelye körül.
A Föld felszínén fekvő és a vele együtt forgó testen az F = m2Rcos будет centripetális erõ fog hatni. amely a szélességtől és a testtömeg változásától függ, a forgás szögsebességétől és a Föld sugarától. Testtömeg a szélességi fokon
Amikor a testet a pólustól az egyenlítő felé tolja, súlya monotonan csökken a mg értéktől a pólusig az egyenlítőtől az mg-ig (1-2 2 R / g). Azonban ez a testtömeg változás szélességi változással kicsi, mert a mennyiség 2 R / g csak 1/289.
A testtömeg ereje Р, a szögtől az A iránytól a Föld középpontjáig eltér, amelynek értéke a terepfelvétel szélességétől függ. A P erő csak a Föld középpontjára irányul, csak a póluson és az egyenlítőn. A testtömeg irányának maximális eltérése a Föld középpontjától a földrajzi szélességig = 45 0 lesz.
Így a gravitációs erő mg = fmM / R2. a Föld oldalán lévő tömeg testére ható, és csak a test távolságától a Föld középpontjáig terjedő nagyságrendtől függően mindig a Föld középpontjáig irányul, nem egyenlő a test súlyával, még akkor sem, ha a Földhöz képest nyugalomban van.
A test mozgását, amely csak a gravitációs hatása alatt történik, az úgynevezett. szabad esés. A gravitáció gyorsulása g = P / m. Ugyanaz minden szervezetnél, és csak a földrajzi szélességtől és tengerszint feletti magasságtól függ. A számításhoz elfogadott g standard értéke 9,80665 m / s 2.
A Föld gravitációs területe
A természetben lévő két test között mindig van egy erő kölcsönhatás, amelynek eredményeképpen kölcsönös vonzódásuk történik. A kölcsönhatás fizikai mezőjét gravitációs mezőnek nevezik, vagy úgynevezett. gravitációs mező.
1687-ben I. Newton megfogalmazta az univerzális gravitáció törvényét, amely szerint két anyagpontot vonzanak másokhoz az erő = = fm1 m2 / r 2 12. (1)
A Földön mereven összekapcsolt ponttömeggel egyidejűleg három erő együtt mozog, amelynek geometriai összegét vagy azok eredőjét gravitációnak (g) nevezik:
Q = F + I + F, gdeF- vonzóerő között anyagi pont és az összes tömege a Föld, I-centrifugális erő következtében fellépő, hogy a forgatás a föld tengelye körül, F- vonzóerő az égitestek.
Az FF1 erő a dependencia (1) alapján határozható meg. Numerikus értéke és iránya folyamatosan változik, ami árapály-változásokhoz vezet. Az "F" kizárásához a mérési eredmények általában speciális korrekciót vezetnek be.
A szilárdságot a Föld testében és alakjában lévő tömegek eloszlása határozza meg. Ha az első megközelítésben a Földet állandó sűrűségű koncentrikus rétegekből álló gömbként vesszük, akkor az erő a Föld középpontjába kerül, és betartja a törvényt F = fMmi / r 2, (2)
ahol M és mi a Föld tömege és az i-es pont, az r-úgynevezett. geocentrikus távolság, r = √ x 2 + y 2 + z 2 (x, y, z geocentrikus koordináták). Valódi Föld esetében az erő értéke eltér a (2) képlet alapján számított értéktől.
A centrifugális erő I iránya egy kis kör sugara mentén, amely mentén a Föld forog. Egyenlő: I = mi 2 d = mi 2 r cos , (3)
ahol = 2 / T = 2 / 86164,098904 = 7,292115146710 -5 rad / s, - a szögsebesség a Föld forgása, d- távolságot a forgástengelytől doi-edik anyagi pont, - szélesség, r- a sugár Föld
A legnagyobb erő I eléri az egyenlítőt, ahol ellentétes az Γ gravitációs erővel. A centrifugális erő általában csökkenti a vonzás erejét. A centrifugális erők a Föld egyenlítői duzzadását okozzák. Ha mi = 1, akkor a gravitációs erő numerikusan egyenlő a gravitációs ± g gyorsulással. A modern adatok szerint 9,78032 m / s 2 az egyenlítőnél és 9,83221 m / s 2 a pólusokon.
Az FAST égi testek vonzerejének ereje nem nagy, azonban a nagy pontosságú gravimetriás vizsgálatokat figyelembe veszik.
A póluson d = 0 és Ip = 0. Az I / F = 2 d / (fM / d2) = 1/288, (4) A centrifugális erő csak kevesebb, mint 0,5%.
A kifejezés a gravitációs gyorsulás, hogy a Föld szferoid származó 1743 a francia tudós A.K.Klero: g = ge (1 + sin 2 ), (5) gdege - a nehézségi gyorsulás a egyenlítő,
= (, = 1 / 298,25-poláris tömörítés) az együttható. Egy igazi Föld számára a g kifejezésnek összetettebb formája van. 1971-ben egy új formula került elfogadásra: g = 978.0318 (1 + 0.0053024sin 2 - 0.0000059sin 2 2), (6) műholdas méréseket használt.