Grawitacja

1. Grawitacja Jako siła powszechna

2. Czym jest grawitacja? Grawitacja to podstawowa siła działająca między dużymi ciałami – w szczególności ciałami niebieskimi. Jest obecna w dowolnym zakątku kosmosu.

3. Prawo powszechnej grawitacji W XVII w. Izaak Newton odkrył prawo powszechnej grawitacji. Określa ono wielkość siły oddziaływania między dwoma, posiadającymi masy (m i M) oddalonymi od siebie o r. Prawo to mówi: Prawo powszechnego ciążeniaSiła oddziaływania grawitacyjnego między dwoma ciałami jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi: G – stała grawitacji,m1 – masa pierwszego ciała,m2 – masa drugiego ciała,r - odległość między środkami mas ciał G = 6,67 . 10-11 N . m2 / kg

4. Natężenie pola grawitacyjnego Jest to iloraz siły działającej na ciało o masie mprzez tę masę. Jak łatwo się domyślić, jednostką natężenia pola grawitacyjnego jest N/kg. γ = F / m Natężenie pola grawitacyjnego w danym punkcie zależy od masy ciała, które te pole wytwarza oraz od odległości tego punktu od tej masy.

5. Ruchy planet i satelitów

6. Pierwsze prawo Keplera Planety krążą po orbitach eliptycznych, a jednym z ognisk elipsy jest Słońce.

7. Drugie prawo Keplera Pola powierzchni wycinków elipsy zakreślone przez promień wodzący planety w jednakowych przedziałach czasu są jednakowe.

8. Trzecie prawo Keplera Dla każdej planety Układu Słonecznego stosunek sześcianu średniej odległości od Słońca do kwadratu okresu obiegu wokół tej gwiazdy jest stały. Wzór: T1,T2,T - okresy obiegua1,a2,a - długości wielkich półosi orbitMs - masa Słońca (1,989 * 1030 kg)m - masa planetyG = 6,67 * 10 -11 m3/(kg * s2) - stała grawitacji

10. Ruchy w pobliżu ziemi Na ciało działa wyłącznie siła grawitacji, która jest stała.

11. Spadanie swobodne Jest to ruch ciała, na które działa tylko siła grawitacji; prędkość początkowa swobodnie spadającego ciała jest równa zero.    Ponieważ na swobodnie spadające ciało działa stała niezrównoważona siła grawitacji, to ruch tego ciała, przy powierzchni Ziemi (dla wysokości małych w porównaniu z promieniem Ziemi), jest ruchem jednostajnie przyspieszonym (II zasada dynamiki).

12. Rzut pionowy Ruch w polu grawitacyjnym Ziemi z prędkością początkową skierowaną pionowo do góry oraz przyjętymi przybliżeniami: * pomija się opory ruchu, * prędkość rzutu jest na tyle mała, że osiągnięta wysokość jest znacznie mniejsza od promienia ziemi (co pozwala na przyjęcie założenia, że pole grawitacyjne jest jednorodne) W górę : W dół:

13. Rzut poziomy Ruch w jednorodnym polu grawitacyjnym z prędkością początkową prostopadłą do kierunku pola. Torem ruchu jest parabola o wierzchołku w punkcie rzutu.

14. Rzut ukośny Ruch w jednorodnym polu grawitacyjnym z prędkością początkową o kierunku ukośnym do kierunku pola. Ruch ten odpowiada ruchowi ciała rzuconego pod kątem do poziomu. Za rzut ukośny uznaje się też ruch ciała w kierunku ukośnym do jednorodnego pola elektrycznego.

15. Prędkości kosmiczne Prędkość kosmiczna - jest to prędkość jaką należy nadać ciału (np. sondzie kosmicznej, rakiecie, wahadłowcowi), aby posiadało na tyle dużą energię kinetyczną, że mogłoby wyrwać się z pola grawitacyjnego Ziemi, Układu Słonecznego, czy też Galaktyki i poruszać w przestrzeni kosmicznej ze stałą prędkością bez korzystania z dodatkowych napędów.

16. I prędkość kosmiczna Określana także mianem prędkości kołowej, jest to prędkość, jaką należy nadać ciału, aby weszło na orbitę okołoziemską. Jej wartość wynosi: vI = 7,91 km/s

17. II prędkość kosmiczna Jest to prędkość początkowa jaką należy nadać ciału znajdującemu się na powierzchni planety aby ciało nie wróciło na planetę (czyli oddaliło się od niej do nieskończoności). Jej wartość wynosi: vII = 11,19 km/s

18. Nieważkość Nieważkość to stan, w którym działające na układ ciał siły zewnętrzne nie wywołują wzajemnych ciśnień (nacisków) części układu na siebie, a wewnętrzne oddziaływania grawitacyjne są pomijalne. W szczególności nieważkość występuje, gdy na ciało działa tylko siła grawitacji. Powoduje to, że człowiek będący w stanie nieważkości odnosi wrażenie, iż jego ciało traci ciężar, choć jego masa nie ulega żadnym zmianom.

19. Przeciążenie Nieważkość

20. Stan przeciążenia Przeciążenie to stan, w jakim znajduje się ciało poddane działaniu sił zewnętrznych innych niż siła grawitacji, których wypadkowa powoduje przyspieszenie inne niż wynikające z siły grawitacji. Przyjęto wyrażać przeciążenie jako krotność standardowego przyspieszenia ziemskiego. Tak zdefiniowane przeciążenie jest wektorem, mającym kierunek i zwrot.

21. Wykonał: Kamil Ryba Dziękuję za obejrzenie!