Силы гравитации. Закон всемирного тяготения

Лекция 3.  СИЛЫ ГРАВИТАЦИИ. ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ.

                                             фундаментальные силы

гравитационные                                                                       электромагнитные

1.Гравитационные:

   (1) – закон всемирного                        

                                             тяготения  (И. Ньютон)

Опыт Кавендиша                         

При    - с точностью до 10^-11.

Гравитационное взаимодействие тела и Земли:           

где  - единичный вектор, проведенный от тела  по направлению к центру Земли.

Сила тяжести -прил. к центру тяжести тела, (2) -   не зависит от массы тела, не зависит от характера движения тела и опоры (при ).

Силой веса называется сила, с которой тело действует на опору или подвес. Сила веса приложена к опоре или подвесу и по III закону Ньютона (рис. 9).

если   

                         , то

если                                             

, то .

                                                             -   невесомость              

                          → 

   →   при

                                                      (3)   - скорость спутника на круговой орбите

Первая космическая скорость  при

Вторая космическая скорость  

Гравитационным полем называется форма существования материи вокруг любого объекта, обладающего массой.                           

  -  напряженность,  (рис. 10)

2.Электромагнитные:

СИЛЫ УПРУГОСТИ. ЗАКОН ГУКА.

                                               деформация

                                                       (изменение формы и размеров тела)

растяжения           сжатия               изгиба             сдвига             кручения

                                                        деформация

                    упругая                                                 пластичная

         Силой упругости F_y называется сила (электромагнитной природы), возникающая в   

веществе при деформации любых твердых тел, а также при сжатии жидкостей  и газов.

    упругие деформации

,

Если  деформация тела происходит вдоль оси 0x, то проекция силы упругости на эту ось:

   (5) – закон Гука

абсолютное удлинение:

относительное удлинение:  

механическое напряжение:

  (4) – закон Гука: в пределах упругости механическое напряжение прямо

                                                 пропорционально  относительному удлинению    

Е – модуль Юнга

 - предел пропорциональности

 - предел упругости

 - предел прочности

АВ – упругая деформация (выполняется закон Гука)

ВС- остаточные деформации очень малы

DЕ – область текучести

КL - разрушение

СИЛЫ ТРЕНИЯ.

Сухое трение:

                   ,  (рис. 13) 

                  скольжение:          (5)      

                  - зависит от ( - велика)

качение:   (6) см. рис 14.

 ( - невелика)

( - велика)

 - зависят от формы тела и свойств среды

                  Жидкое (вязкое трение) (будет рассмотрено дальше):