Движение под действием гравитационных сил

Ньютону удалось доказать, что гравитационные силы зависят от масс обоих взаимодействующих сил и от расстояния между ними.

Важно знать. В физике движение под действием гравитационных сил разделяют на небесную механика и баллистику.

В 18 веке бурно начала развиваться небесная механика.

Небесная механика — раздел астрофизики, изучающий движение небесных тел.

Небесные тела подразделяются на естественные (планеты, кометы, астероиды, звезды, метеоры) и искусственные (спутники).

Законы небесной механики были открыты Иоганном Кеплером для планет. Впоследствии они разрабатывались для описания движения любых небесных тел.

Обратите внимание. Небесная механика изучает движение только тех тел, которые не имеют собственного движения.

Запомните. 1 закон Кеплера

Планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Границы применимости 1 закона Кеплера

Закон сформулирован для планет солнечной системы, но распространяется на любые небесные тела.

Обратите внимание. Следствия закона:

а) Ближайшая к солнцу точка орбиты Земли наименьшее расстояние от земли до солнца называется перигелий.

б) Самая дальняя точка называется апогелием.

Для спутников Земли такие точки Перигей и Апогей соответственно.

Для спутников Луны — Периселений и Апоселений.

Важно знать. 2 закон Кеплера

За одинаковые промежутки времени радиус-вектор планеты описывает равные площади.

Границы применения 2 закона Кеплера:

Закон сформулирован для планет солнечной системы, но также распространяется и на другие небесные тела.

Следствия закона:

а) При приближении планеты к Солнцу орбитальная скорость планеты увеличивается.

б) При отдалении планеты от Солнца орбитальная скорость планеты уменьшается.

Самую высокую скорость Земля имеет в начале января, а самую низкую — в начале июля.

Обратите внимание. 3 закон Кеплера

Отношение квадратов периодов обращения планет вокруг Солнца равно отношению кубов больших полуосей орбит этих планет.

Формула закона: T1²/T2²=R1³/R2³

Границы применимости закона:

Закон сформулирован для планет солнечной системы, но распространяется на любые небесные тела. Закон позволяет рассчитать среднее расстояние планеты от Солнца.

Определение. 1 космическая скорость — минимальная скорость, при которой тело становится спутником планеты.

Определение. Спутник — тело, обращающееся вокруг другого тела, точнее вокруг точки называемой общим центром масс.

Впервые это понял Исаак Ньютон и рассчитал значение первой космической скорости до Земли.

Важно знать. Не учитывая сопротивления воздуха для поверхности Земли 1 космическая скорость составляет около 7,9 км/с.

2 космическая скорость — минимальная скорость, при которой тело может покинуть планету. Для Земли 2 космическая скорость составляет около 11,2 км/с

3 космическая скорость — минимальная скорость, при которой тело может покинуть солнечную систему.

Для солнечной системы 3 космическая скорость — около 40 км/с.

Баллистика

Обратите внимание. Баллистика появилась во время первых артиллерийских стрельб и изучала движение снарядов в воздухе.

Запомните. Баллистика — наука о движении тел в гравитационном поле планеты.

Баллистика делится на внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя изучает движение пуль внутри ствола.

Внешняя изучает движение пуль после вылета из ствола.

Определение. Сила тяжести — равнодействующая сила гравитационного притяжения к планете и центростремительной силы, возникшей из-за движения планеты.

Для Земли часто пренебрегают вторым компонентов, но для быстро-вращающихся небесных тел типо Юпитера им пренебрегать нельзя.

Важно знать. Движение тела, брошенного под углом к горизонту — это движение по параболе.

Вывод. Механика и баллистика требуют знаний математики, так как кроме гравитационных сил на тела действуют ещё и сопротивление атмосферы, центростремительные и электростатические силы.

Остались вопросы?
Наши репетиторы помогут
  • Подготовиться к поступлению в любой ВУЗ страны

  • Подготовится к ЕГЭ, ГИА и другим экзаменам

  • Повысить успеваемость по предметам

Остались вопросы?
вверх