Физика. Лекция 345.Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия. Вторая космическая скорость.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. Продолжаем нашу работу. На позапрошлой лекции мы с вами познакомились с тем как вычисляется работа силы тяжести, но при этом мы не учли одного обстоятельства. Мы предполагали, что ускорение свободного падения во всех точках пространства одинаковы и поэтому сила тяжести постоянная величина - это то что условно можно назвать приближение "плоской Земли", но, конечно всем известно, что Земля круглая и мы сейчас посмотрим как это отражается на вычислении работы силы тяжести и на потенциальной энергии тела, поднятого над Землей.

Сразу хочется уточнить, что это материал специально для физических классов и его нет в обычных общеобразовательных школьных курсах физики. И так...давайте представим очень условно, что Земля "плоская"....

А теперь давайте рассмотрим реальную систему... Давайте сначала рассмотрим вычисление работы при реальных условия.

А теперь давайте рассмотрим тоже самое для вычисления потенциальной энергии.

А теперь давайте обобщим полученный результат, который мы получили для подъема тела от нулевой высоты и теперь давайте посмотрим что будет если взять любую высоту...

И так мы ответили на первый вопрос лекции. А теперь давайте перейдем ко второму. Допустим, что мы запускаем с поверхности Земли какое-то тело...давайте забудем о существовании атмосферы. Мы придаем этому телу какую-то начальную скорость, оно поднимается, при этом сила тяжести совершает работу. Какой знак этой работы, если тело поднимается? Отрицательный...потому что сила тяжести направлена вниз, а тело мы забрасываем вверх. Следовательно, если работа отрицательна, то изменение кинетической энергии тоже будет отрицательным. Т.е, чем выше понимается тело, тем меньше его кинетическая энергия. Другими словами скорость этого тела будет становится все меньше и меньше. А можно ли сделать так, что бы мы запустили тело настолько быстро, что даже на бесконечности это тело сохраняло какую-то скорость, чтобы оно улетело бесконечно далеко. И оказывается, что это можно...потому что потенциальная энергия вычисляется по приведенной выше формуле, а на бесконечности она равна нулю. Так давайте тогда сейчас свяжем начальную и конечную скорость с помощью теоремы о кинетической энергии.

Вторая космическая скорость - это наименьшая скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы оно могло преодолеть притяжение планеты и удалиться на бесконечность.

И в конце лекции давайте решим олимпиадную задачу на определение скорости, которую необходимо сообщить телу в центре астероида для удаления его на максимальное расстояние.

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора.