Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. на позапрошлой лекции мы с вами познакомились с силой упругости. На этой лекции мы будем проходить следующую силу, которая является проявлением гравитационного взаимодействия - речь идет о силе тяжести.
И так мы почему-то лекцию начали с того, что озвучили тему лекции, как изучение силы тяжести, а в названии темы фигурирует "Закон всемирного тяготения". В чем дело? Для того, чтобы ответить на этот вопрос давайте сначала ответим, что такое сила тяжести, мы этом материал уже изучали и что же это за сила? Сила тяжести - это сила взаимодействия с Землей, которая носит характер притяжения. Значит, мы говорим, что сила тяжести - это сила с которой Земля притягивает к себе тела и не только Земля, но и любая другая планета и любое другое небесное тело. И вот Исаак Ньютон задумался над тем, является ли сила с которой Земля притягивает к себе допустим любое тело и сила с которой Земля удерживает на орбите Луну является ли эта сила одной и той же природы? На самом деле именно движение Луны, точнее изучение движения Луны привело Исаака Ньютона к открытию закона всемирного тяготения. Исаак Ньютон понял, что сила тяжести - это сила с которой Земля притягивает к себе тела вблизи ее поверхности и сила с которой Луна удерживается на орбите и сила с которой планеты не улетают с орбиты, а вращаются вокруг Солнца - это сила одной и той же природы и называется она силой всемирного тяготения, а сила тяжести - это всего лишь одно из проявлений силы всемирного тяготения, которая имеет очень общий характер.
Есть такая легенда, что мол Ньютон сидел в саду под яблоней, яблоко упало ему на голову и этот случай привел к открытию закона всемирного тяготения. На самом деле это не легенда, но и с другой стороны такого тоже не было. Эту историю придумал философ-мудрец энциклопедист Вольтер. Вольтер рассказывал своей внучке о законе всемирного тяготения и поскольку девочка была маленькой и для того, чтобы как-то ярко обрисовать это явление он придумал известную всем легенду о яблоке.
А мы давайте вслед за Ньютоном сравним действие Земли на тела, находящиеся вблизи поверхности Земли и действие Земли на Луну.
И так гипотеза о том, что ускорение луны обратно пропорционально квадрату расстояния Земли пришла Ньютону в 1667 году высказал предположение о том, что Луна удерживается на орбите силой всемирного тяготения. Ньютон проделал то что мы сейчас проделали, но беда в том, что у него не получилось так как у нас. У него ошибка была процентов 20. Ньютон был человек очень щепетильный и очень точный потому что он был заведующим Английским монетным двором и получив результат забросил это все довольно на долго. Прошло XX лет и злейший враг Ньютона, которого звали Гук, то самый закон которого мы с вами изучали, они с Гуком были готовы убить друг друга, они были ярыми врагами конкурентами. Гук, где-то опубликовал, что ускорение обратно пропорционально квадрату расстояния от притягивающего тела. Ньютон этого вытерпеть не мог. Через XX лет он вернулся к этой задаче и использовал другие астрономические данные и у него получились те же результаты как и у нас. И тогда Ньютон сделал следующий шаг...
Закон всемирного тяготения - тела притягиваются друг к другу с силой модуль которой прямо пропорционален произведению масс этих тел и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.
Когда мы говорили о том, что закон всемирного тяготения справедлив для любых тел на самом деле мы не совсем точно говорили, оказывается этот закон в таком виде, как у нас записан можно использовать в двух случаях:
А пока что давайте пока подумаем как быть в том случае, если тела не имеют сферически симметричных распределений масс. Например, нужно найти силу взаимодействия классного журнала с телевизионным пультом. Как тогда брать? Какое расстояние брать? Ведь оно разное для разных точек. Давайте попробуем предположить, что этой формулой можно воспользоваться, если считать расстояния между центрами тяжести этих тел. Предполагаем...Тогда приведем такой забавный контрпример. Все мы в руках держали бублик. Где у бублика находится центр тяжести? Условно в середине дырки... Так вот давайте возьмем бублик, возьмем кусочек мела и будем аккуратно-аккуратно приближать кусочек мела к бублику. Расстояние становится все меньше-меньше и меньше и вот в тот момент, когда кусочек мела находится в центре дырки от бублика, расстояние при этом равно нулю, сила гравитационного взаимодействия должна стать бесконечно большой и должно произойти что-то катастрофическое. Т.е наша гипотеза о том, что надо брать расстояние между центрами тяжести она не справедлива. Как же тогда в таком случае поступить? Поступают следующим образом...
Гравитационная постоянная численно равна силе с которой притягиваются два точечных тела массой один килограмм, расположенные на расстоянии один метр друг от друга.
И определение гравитационной постоянной и массы Земли было сделано через 111 лет после написания математических начал в 1798 году английским ученым Кавендишем. Это один из фундаментальнейших опытов физики, который позволил определить гравитационную постоянную, которая есть в списке мировых констант.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора.