Гравитационные силы. Сила тяжести. Вес тела.

Силы тяготения (гравитационные силы): всякое тело, имеющее массу, является источником гравитационного поля – поля тяготения. Через гравитационное поле осуществляет гравитационное взаимодействие. Гравитационные силы (силы тяготения) могут быть только силами притяжения.

Закон всемирного тяготения:тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс, обратно пропорционален квадрату расстояния между ними и направлен вдоль линии, соединяющей центры этих тел.

(И.Ньютон, 1687 г.) где и - массы взаимодействующих тел, R -расстояние между ними, G - гравитационная постоянная. В системе СИ она равна

Сила тяжести: Сила притяжения тел к Земле; сила тяжести – это сила тяготения; гравитационная сила приложенная к телу.

Ускорение свободного падения – ускорение сообщаемое телу силой тяжести. 1) g не зависит от массы тела 2) g зависит от массы Земли М_З 3) g зависит от радиуса Земли

Вес тела: Сила, с которой тело, вследствие его притяжения к Земле, действует на опору или растягивает подвес.

Невесомость Р=0 исчезновение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры вниз с ускорением свободного падения .

Вес равен силе тяжести P=mg, если опора (или подвес) неподвижны или движутся равномерно и прямолинейно относительно Земли.

Силы трения и упругие силы.

Если различные тела соприкасаются между собой, между ними существует взаимодействие, препятствующее их перемещению друг относительно друга. Такое взаимодействие называется трением. Возникающая при этом сила трения Направлена вдоль поверхности соприкосновения тел. где N – сила реакции опоры, - коэффициент трения.

Силы упругости возникают в телах при их деформации. Силы упругости имеют электромагнитную природу и, по сути, являются результирующими огромного количества сил, возникающих между соседними атомами тела при отклонении межатомных расстояний от своих равновесных значений.

Сила упругости, возникающая в теле при его упругой деформации, пропорциональна вектору деформации и противоположна ему по направлению: где k – коэффициент упругости, или жесткость тела. Этот коэффициент зависит от свойств материала, формы и размеров деформируемого тела и характеризует его упругие свойства. Единица жесткости в СИ:

Центр масс системы материальных точек.

Центр масс двух материальных точек А и В массами m₁ и m₂, называется точка С, лежащая на отрезке, соединяющем А и В, на расстоянии l₁ и l₂, обратно пропорциональных массам точек.

Умножим на m₁, а второе уравнение на m₂ и складываем:

, где R радиус-вектор центра массы 2-х тел. , где М – полная масса системы.

Закон сохранения импульса.

Система тел, на которые не действуют внешние силы или сумма всех внешних сил равна нулю, называется замкнутой.Тогда из векторная сумма внешних сил, действующих на рассматриваемую систему тел, следует закон сохранения импульса: в замкнутой системе тел импульс системы сохраняется.Этот вывод является следствием второго и третьего законов Ньютона. Действительно, если , то Поскольку импульс — величина векторная, то равенство эквивалентно постоянству проекций импульса на координатные оси:

К незамкнутым системам тел закон сохранения импульса не применим; однако постоянными остаются проекции импульса на координатные оси, в направлении которых сумма проекций приложенных внешних сил равна нулю. В неинерциальных системах отсчета при отсутствии взаимодействия тел скорость движения тел изменяется со временем. Поэтому импульс любого тела при отсутствии взаимодействия с другими телами не остается постоянным, если выбрана неинерциальная система отсчета. Следовательно, необходимым условием применимости закона сохранения импульса к замкнутой системе взаимодействующих тел является выбор инерциальной системы отсчета. В неинерциальных системах отсчета закон сохранения импульса несправедлив.