Newtonův gravitační zákon Gravitační a tíhové zrychlení při povrchu Země Pohyby těles Gravitační pole Slunce



Podobné dokumenty
Newtonův gravitační zákon

[GRAVITAČNÍ POLE] Gravitace Gravitace je všeobecná vlastnost těles.

7. Gravitační pole a pohyb těles v něm

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

Gravitační pole. a nepřímo úměrná čtverci vzdáleností r. r r

Hlavní body. Keplerovy zákony Newtonův gravitační zákon. Konzervativní pole. Gravitační pole v blízkosti Země Planetární pohyby

F5 JEDNODUCHÁ KONZERVATIVNÍ POLE

GRAVITAČNÍ POLE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

Obsah. Obsah. 2.3 Pohyby v radiálním poli Doplňky 16. F g = κ m 1m 2 r 2 Konstantu κ nazýváme gravitační konstantou.

Pohyby HB v některých význačných silových polích

R2.213 Tíhová síla působící na tělesa je mnohem větší než gravitační síla vzájemného přitahování těles.

GRAVITAČNÍ POLE. Všechna tělesa jsou přitahována k Zemi, příčinou tohoto je jevu je mezi tělesem a Zemí

VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL

Klíčové pojmy Vypište hlavní pojmy: b) Tíhová síla. c) Tíha. d) Gravitační zrychlení. e) Intenzita gravitačního pole

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1 Šablona: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

1 Newtonův gravitační zákon

DYNAMIKA HMOTNÉHO BODU

R5.1 Vodorovný vrh. y A

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

v 1 = at 1, (1) t 1 = v 1

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

FYZIKA I. Gravitační pole. Prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. Prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. Doc. Ing. Irena Hlaváčová, Ph.D. Mgr. Art.

MECHANIKA POHYBY V HOMOGENNÍM A RADIÁLNÍM POLI Implementace ŠVP

Popis tíhové síly a gravitace. Očekávaný výstup. Řešení základních příkladů. Datum vytvoření Druh učebního materiálu.

Gravitační a elektrické pole

Parabola. Předpoklady: 7501, Pedagogická poznámka: Na všechny příklady je potřeba asi jeden a půl vyučovací hodiny.

BIOMECHANIKA KINEMATIKA

PRÁCE, VÝKON, ENERGIE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - 1. ročník - Mechanika

1.3.8 Rovnoměrně zrychlený pohyb po kružnici I

1.6.9 Keplerovy zákony

Příklady elektrostatických jevů - náboj

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Harmonický pohyb, výchylka, rychlost a zrychlení

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_20_FY_B

POHYBY V GRAVITAČNÍM POLI ZEMĚ POHYBY TĚLES V HOMOGENNÍM TÍHOVÉM POLI ZEMĚ

Dynamika pro učební obory

1. Dvě stejné malé kuličky o hmotnosti m, jež jsou souhlasně nabité nábojem Q, jsou 3

Dynamika. Dynamis = řecké slovo síla

1.5. Gravitační pole Newtonův gravitační zákon

2.1.2 Jaký náboj projde proudovodičem, klesá-li v něm proud z 18 A na nulu tak, že za každou sekundu klesne hodnota proudu na polovinu?

Základní pojmy Rovnoměrný přímočarý pohyb Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb Rovnoměrný pohyb po kružnici

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ. Ústav aplikované fyziky a matematiky ZÁKLADY FYZIKY II

1. Pro rovnoměrný přímočarý pohyb platí: A) t=s/v B) v=st C) s=v/t D) t=v/s 2. Při pohybu rovnoměrném přímočarém je velikost rychlosti:

Cavendishův pokus: Určení gravitační konstanty,,vážení Země

2.1 Shrnutí základních poznatků

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

MAGNETICKÉ POLE ELEKTRICKÉHO PROUDU. r je vyjádřen vztahem

Astronomie, sluneční soustava

KEPLEROVY ZÁKONY. RNDr. Vladimír Vaščák. Metodický list

Fyzika 1 - rámcové příklady Kinematika a dynamika hmotného bodu, gravitační pole

ELEKTRICKÝ NÁBOJ COULOMBŮV ZÁKON INTENZITA ELEKTRICKÉHO POLE

KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

9. Astrofyzika. 9.4 Pod jakým úhlem vidí průměr Země pozorovatel na Měsíci? Vzdálenost Měsíce od Země je km.

Gravitace. Kapitola Gravitační zákon Isaac Newton a objev gravitačního zákona

4. Práce, výkon, energie a vrhy

Základní jednotky v astronomii

ČLOVĚK A ROZMANITOST PŘÍRODY VESMÍR A ZEMĚ. GRAVITACE

Kroužek pro přírodovědecké talenty II lekce 13

Úvod do nebeské mechaniky

vzhledem k ose kolmé na osu geometrickou a procházející hmotným středem válce. c) kužel o poloměru R, výšce h, hmotnosti m

Interpretace pozorování planet na obloze a hvězdné obloze

FYZIKA I. Složené pohyby (vrh šikmý)

I. Statické elektrické pole ve vakuu

Interpretace pozorování planet na obloze a hvězdné obloze

KINEMATIKA 13. VOLNÝ PÁD. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0213

Interpretace pozorování planet na obloze a hvězdné obloze

Kinematika. Hmotný bod. Poloha bodu

7. Na těleso o hmotnosti 10 kg působí v jednom bodě dvě navzájem kolmé síly o velikostech 3 N a 4 N. Určete zrychlení tělesa. i.

Geometrie. RNDr. Yvetta Bartáková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Mechanika - kinematika

Země třetí planetou vhodné podmínky pro život kosmického prachu a plynu Měsíc

Časopis pro pěstování mathematiky a fysiky

3.1. Newtonovy zákony jsou základní zákony klasické (Newtonovy) mechaniky

K přednášce NUFY080 Fyzika I prozatímní učební materiál, verze 01 Keplerova úloha Leoš Dvořák, MFF UK Praha, Keplerova úloha

Řešení úloh 1. kola 52. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie B Autořiúloh:M.Jarešová(5),P.Šedivý(1,4),J.Thomas(2,3,7), K.RauneraP.Šedivý(6).

Vyřešením pohybových rovnic s těmito počátečními podmínkami dostáváme trajektorii. x = v 0 t cos α (1) y = h + v 0 t sin α 1 2 gt2 (2)

Gravitační vlny detekovány! Gravitační vlny detekovány. Petr Valach ExoSpace.cz Seminář ExoSpace.

Rychlost, zrychlení, tíhové zrychlení

Úvod do nebeské mechaniky

It is time for fun with Physics; play, learn, live

ASTRO Keplerovy zákony pohyb komet

Řešení úloh krajského kola 58. ročníku fyzikální olympiády Kategorie B Autor úloh: J. Thomas

Mgr. Jan Ptáčník. Astronomie. Fyzika - kvarta Gymnázium J. V. Jirsíka

TÍHOVÉ ZRYCHLENÍ TEORETICKÝ ÚVOD. 9, m s.

mechanická práce W Studentovo minimum GNB Mechanická práce a energie skalární veličina a) síla rovnoběžná s vektorem posunutí F s

Po stopách Isaaca Newtona

Dynamika. Síla a její účinky na těleso Newtonovy pohybové zákony Tíhová síla, tíha tělesa a síly brzdící pohyb Dostředivá a odstředivá síla

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

BIOMECHANIKA. Studijní program, obor: Tělesná výchovy a sport Vyučující: PhDr. Martin Škopek, Ph.D.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PRŮVODCE GB01-P02 DYNAMIKA HMOTNÉHO BODU

VY_52_INOVACE_137.notebook. April 12, V rozlehlých prostorách vesmíru je naše planeta jen maličkou tečkou.

Elektromagnetické jevy, elektrické jevy 4. Elektrický náboj, elektrické pole

Test obsahuje látku 5. ročníku z učiva o vesmíru. Ověřuje teoretické znalosti žáků. Časově odpovídá jedné vyučovací hodině.

Hmotnost (násobky M Z ) Poloměr planety (km)

Vybrané kapitoly z fyziky. Zdeněk Chval

MECHANIKA 1. KINEMATIKA 1.1. POJMY 1.2. PŘÍMOČARÝ POHYB

Planety sluneč. soustavy.notebook. November 07, 2014

Dráhy planet. 28. července 2015

Transkript:

Gavitační pole Newtonův gavitační zákon Gavitační a tíhové zychlení při povchu Země Pohyby těles Gavitační pole Slunce Úvod V okolí Země existuje gavitační pole. Země působí na každé těleso ve svém okolí gavitační silou. Gavitační silové působení je obecnou vlastností všech těles (gavitace - z řeckého slova gavis = těžký). Svá gavitační pole mají také Měsíc, Slunce, všechny planety sluneční soustavy a všechna tělesa ve vesmíu. Gavitační silové působení mezi tělesy je vždy vzájemné (zákon akce a eakce). Newtonův gavitační zákon Dva hmotné body se navzájem přitahují stejně velkými gavitačními silami opačného směu. Velikost gavitační síly F g : m1m F g = χ 11 Konstanta χ = gavitační konstanta χ = 6,67.10 N. m. kg. Dvě stejnoodé koule Dvě nestejnoodá tělesa nahazujeme hmotnými body (Země a kosmická loď). Jak velkou silou se navzájem přitahují Země a Měsíc? Přibližná hodnota hmotnosti Země M Z =6.10 4 kg, Měsíce M M =7,4.10 kg a vzdálenost středů obou těles je 380 000 km. Gavitační a tíhové zychlení m F g těleso - hmotnost m - vzdálenost od středu Země R Z M 39

Země - polomě R Z - hmotnost M Z Platí: M Zm Fg χ Z = F g = m. ag g Gavitační zychlení - nepřímo úměné duhé mocnině vzdálenosti od středu Země - největší hodnotu má při povchu Země(= R Z ) F g,a g směřují do středu Země a M = χ Gavitační pole: centální homogenní Na těleso při povchu Země působí síla: a) gavitační F g b) odstředivá F O c) tíhová F G Platí: F = F + F G g O Pohyby těles v blízkosti povchu Země homogenní tíhové pole Země (F G konst.) zanedbáváme odpoové síly vzduchu (vakuum) těleso koná součastně dva pohyby (ovnoměný přímočaý + volný pád) vhy tělesa 1) Svislý vh vzhůu okamžitá výška okamžitá ychlost Do jaké výšky vystoupí těleso vžené svisle vzhůu počáteční ychlostí 0 m.s -1? ) Vodoovný vh Souřadnice polohy dobu B v čase t 40

-tajektoií je část paaboly s vcholem v místě vhu Těleso je vženo vodoovným směem z výšky h = 80 m počáteční ychlostí v 0 = 0 m.s -1. Uči souřadnice polohy tělesa za dobu t = 3 s. 3) Šikmý vh vzhůu souřadnice polohy bodu v čase t x = v 0. t.cosα 1 y = v0. t.sinα g. t složky ychlosti v x = v 0.cosα v y = v.sinα g. t 0 v = + v x v y α = elevační úhel největší délka vhu je po α = 45 stejná délka vhu je po dvojice doplňkových úhlů Tajektoie šikmého vhu ve vakuu paabola ve vzduchu balistická křivka Háč vykopl míč z povchu hřiště pod úhlem 45 0 počáteční ychlostí 0 m.s -1. Uči: a) do jaké výšky míč vystoupil b) do jaké vzdálenosti od místa vykopnutí míč dopadl na hřiště 41

Pohyby těles ve větších vzdálenostech od Země neexistuje odstředivá síla na tělesa působí pouze gavitační síla (F g = konst.) gavitační pole je adiální Tajektoie tělesa: 1) kužnice(měsíc, umělé dužice Země) χ. M Z v v k = kuhová ychlost k = χ. M Z Je-li blízké poloměu Země R Z : vk = RZ 1. kosmická ychlost v k = 7,9 km.s -1 - doba jednoho oběhu dužice kolem Země T = 84,4 min ) elipsa počáteční ychlost - je větší než v k - její velikost ovlivňuje tva elipsy P = peigeum A = apogeum 3) paabola - paabolická (úniková) ychlost v po v k = 7,9 km.s -1 p = v k.. kosmická ychlost v p = 11, km.s -1 4

Gavitační pole Slunce mnohonásobně silnější než gavitační pole Země v tomto poli se pohybují: planety (Meku, Venuše, Země, Mas, Jupite, Satun, Uan, Neptun), měsíce planet, planetky, komety vzdálenost planet od Slunce se udává v astonomických jednotkách AU 1AU = 150 milionů km (střední vzdálenost Země od Slunce) pohyby planet popisují 3 Kepleovy zákony Johannes Keple (1571-1630) Německý astonom. zfomuloval 3 zákony o pohybu planet působil na dvoře císaře Rudolfa II. v Paze Pvní Kepleův zákon - popisuje tva tajektoie planety Planety obíhají kolem Slunce po elipsách málo odlišných od kužnic, v jejíchž společném ohnisku je Slunce. Duhý Kepleův zákon - vysvětluje jak se planety pohybují Obsahy ploch opsané původičem planety za jednotku času jsou konstantní. Třetí Kepleův zákon - uvádí vztah mez oběžnými dobami dvou planet a jejich středními vzdálenostmi od Slunce Pomě duhých mocnin oběžných dob dvou planet se ovná poměu třetích mocnin jejich středních vzdáleností od Slunce. T = T 1 3 1 3 T 1, T = oběžné doby 1, = střední vzdálenosti od Slunce Oběžná doba Jupitea je 1 oků. Uči jeho střední vzdálenost od Slunce. (poovnáváme se střední vzdáleností Země od Slunce) 43

Cvičení Newtonův gavitační zákon 1. Dvě kulová tělesa se navzájem přitahují ze vzdálenosti gavitační silou F g = 1 N. Jak velkou silou se tato tělesa přitahují ze vzdálenosti a) b) /?. Jak velkou gavitační silou se navzájem přitahují dvě stejnoodé koule, každá o hmotnosti 5 tun a poloměu 50 cm? Koule se navzájem dotýkají. 3. Jak velkou silou se navzájem přitahují Země a Slunce, je-li hmotnost Slunce.10 30 kg, hmotnost Země 6.10 4 kg a jejich vzdálenost 150 milionů km? 1) a) 3N b) 48N ) 1,7.10-3 N 3) 3,6.10 Gavitační a tíhové zychlení při povchu Země 1. Velikost gavitačního zychlení při povchu Země je 9,81 m.s -. Jak velké je gavitační zychlení ve vzdálenosti od středu Země, je-li a) = R Z, b) = 3R Z?. Jak velké je gavitační zychlení na povchu Měsíce, jehož hmotnost M m 7,4. 10 kg a polomě R m 1,7. 10 6 m? 3. Jak velká tíhová síla působí na těleso o hmotnosti 10 kg a) na ovníku, b) na zeměpisném pólu? 4. Uči velikost gavitačního zychlení, kteé Země uděluje Měsíci. Hmotnost Země M Z = 5,98. 10 4 kg, vzdálenost Měsíce od středu Země = 3,84. 10 8 m. 1) a),45 m.s - b)1,09 m.s - ) 1,7 m.s - 3) a) 97,8 N b) 98,3 N 4) 0,00 7 m.s - Pohyb těles v blízkosti povchu Země 1. Těleso bylo vženo svisle vzhůu počáteční ychlostí 30 m.s -1. Uči a) okamžitou ychlost tělesa za dobu 1 s, s, 3 s od okamžiku vhu, b) výšku tělesa nad místem vhu za dobu 1 s, s, 3 s od okamžiku vhu, c) uči do jaké výšky těleso vystoupilo. Odpověď zdůvodni.. Těleso bylo vženo svisle vzhůu počáteční ychlostí 7 m.s -1. Jaké největší výšky dosáhlo? Za jakou dobu dopadlo zpět na zem? 3. Z věže vysoké 80 m byl vyhozen vodoovným směem kámen počáteční ychlostí 0 m.s -1. Na milimetový papí sestoj ve vhodném měřítku (např. 10 m znázoni úsečkou 1 cm) tajektoii kamene. Z gafu uči, do jaké vzdálenosti od paty věže kámen dopadne. 4. Těleso bylo vženo z věže vysoké 8 m vodoovným směem počáteční ychlostí 18 m.s -1. a) Za jakou dobu dopadlo na zem? 44

b) Jak daleko dopadlo od paty věže? c) Vypočti velikost okamžité ychlosti v okamžiku dopadu na zem. 5. Kámen byl vžen pod elevačním úhlem 30 o počáteční ychlostí 30 m.s -1. Vypočti: a) velikost vodoovné a svislé složky počáteční ychlosti b) souřadnice polohy kamene v čase t =, s c) v jaké vzdálenosti dopadne kámen na vodoovnou ovinu 1) a) 0 m.s -1, 10 m.s -1, 0 m.s -1 b)5 m, 40 m, 45 m c)45 m ) 5,4 s, 36,45 m 3) 80 m 4) a),4 s b) 43, m c) 30 m.s -1 5) a) v x = 6 m.s -1, v y = 15 m.s -1 b) x o = 57, m, y o = 8,8 m c) 78 m Pohyby těles ve větších vzdálenostech od Země 1. Po jaké tajektoii se pohybuje těleso, je-li mu udělena v blízkosti povchu Země a ve směu kolmém ke spojnici se středem Země ychlost a) 7 km/s, b) 7,9 km/s, c) 10 km/s, d) 11, km/s?. Jak velkou ychlostí se pohybuje Měsíc kolem Země? Jaké je doba jeho oběhu? Předpokládej pohyb měsíce po kužnici o poloměu =3,84.10 8 m. 3. Jak velká ychlost by se musela udělit Měsíci na jeho současné tajektoii, aby se tvale vzdaloval od Země? Použij výsledek úlohy. 4. Uči velikost kuhové ychlosti a oběžnou dobu dužice, kteá obíhá kolem Země ve výšce 630 km nad zemským povchem. Hmotnost Země je 6.10 4 kg, polomě Země 6 370 km. ) 1 km/s, 7,9 dne 3) 1,4 km/s 4) 7,6 km.s -1, 97 min Gavitační pole Slunce 1. Uči střední vzdálenost Uanu od Slunce, je-li jeho oběžná doba 84 let.. Střední vzdálenost planety Neptun od Slunce je 30 AU. Jaká je jeho oběžná doba? 1) 19 AU ) 164 oků 45