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

Podobné dokumenty
7. Gravitační pole a pohyb těles v něm

[GRAVITAČNÍ POLE] Gravitace Gravitace je všeobecná vlastnost těles.

Pohyby HB v některých význačných silových polích

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

BIOMECHANIKA KINEMATIKA

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

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

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

1 Newtonův gravitační zákon

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

4. Práce, výkon, energie a vrhy

Mechanika - kinematika

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

Fyzikální učebna vybavená audiovizuální technikou, fyzikální pomůcky

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

Příklad 5.3. v 1. u 1 u 2. v 2

03 - síla. Síla. Jak se budou chovat vozíky? Na obrázku jsou síly znázorněny tak, že 10 mm odpovídá 100 N. Určete velikosti těchto sil.

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

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

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

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.

MECHANIKA POHYBY V HOMOGENNÍM A RADIÁLNÍM POLI Implementace ŠVP

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)

Dynamika. Dynamis = řecké slovo síla

Rychlost, zrychlení, tíhové zrychlení

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

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

KINEMATIKA 13. VOLNÝ PÁD. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0213

Dynamika pro učební obory

R5.1 Vodorovný vrh. y A

1.6.9 Keplerovy zákony

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

Fyzika_6_zápis_8.notebook June 08, 2015

VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL

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

Zadání programu z předmětu Dynamika I pro posluchače kombinovaného studia v Ostravě a Uherském Brodu vyučuje Ing. Zdeněk Poruba, Ph.D.

FYZIKA. Newtonovy zákony. 7. ročník

Obsah 11_Síla _Znázornění síly _Gravitační síla _Gravitační síla - příklady _Skládání sil _PL:

Pohyby tuhého tělesa Moment síly vzhledem k ose otáčení Skládání a rozkládání sil Dvojice sil, Těžiště, Rovnovážné polohy tělesa

Fakulta výrobních technologií a managementu HISTORIE VESMÍRNÉHO VÝZKUMU

Soubor úloh k Mechanice (komb. studium)

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:

Fyzikální korespondenční škola 2. dopis: experimentální úloha

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

FYZIKA I. Složené pohyby (vrh šikmý)

Dynamika hmotného bodu

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

BIOMECHANIKA. 9, Energetický aspekt pohybu člověka. (Práce, energie pohybu člověka, práce pohybu člověka, zákon zachování mechanické energie, výkon)

Interpretace pozorování planet na obloze a hvězdné obloze

Jednotky zrychlení odvodíme z výše uvedeného vztahu tak, že dosadíme za jednotlivé veličiny.

1) Tělesa se skládají z látky nebo menších těles mají tvar, polohu a rozměry všechna tělesa se pohybují! 2) Látky se skládají z atomů a molekul

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

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

Počty testových úloh

Kinematika hmotného bodu

b) Maximální velikost zrychlení automobilu, nemají-li kola prokluzovat, je a = f g. Automobil se bude rozjíždět po dobu t = v 0 fg = mfgv 0

TÍHOVÉ ZRYCHLENÍ TEORETICKÝ ÚVOD. 9, m s.

Laboratorní práce č. 3: Měření součinitele smykového tření

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

Mechanika - síla. Zápisy do sešitu

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

Přípravný kurz z fyziky na DFJP UPa

Interpretace pozorování planet na obloze a hvězdné obloze

Interpretace pozorování planet na obloze a hvězdné obloze

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

Začneme opakováním z předchozí kapitoly (První Newtonův pohybový zákon setrvačnost).

Příklady: 7., 8. Práce a energie

Shrnutí kinematiky. STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA a STŘEDNÍ ODBORNÉ UČILIŠTĚ, Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace

Měření tíhového zrychlení matematickým a reverzním kyvadlem

11. Dynamika Úvod do dynamiky

Testovací příklady MEC2

Připravil: Roman Pavlačka, Markéta Sekaninová Dynamika, Newtonovy zákony

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

Gravitace na vesmírné stanici. odstředivá síla

V roce 1687 vydal Newton knihu Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, ve které zformuloval tři Newtonovy pohybové zákony.

n je algebraický součet všech složek vnějších sil působící ve směru dráhy včetně

3 Mechanická energie Kinetická energie Potenciální energie Zákon zachování mechanické energie... 9

1) Jakou práci vykonáme při vytahování hřebíku délky 6 cm, působíme-li na něj průměrnou silou 120 N?

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

Věra Keselicová. březen 2013

Definice Tečna paraboly je přímka, která má s parabolou jediný společný bod,

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

Obr. 9.1 Kontakt pohyblivé části s povrchem. Tomuto meznímu stavu za klidu odpovídá maximální síla, která se nezývá adhezní síla,. , = (9.

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

OTAČIVÉ ÚČINKY SÍLY (Jednoduché stroje - Páka)

Obsah. 2 Moment síly Dvojice sil Rozklad sil 4. 6 Rovnováha 5. 7 Kinetická energie tuhého tělesa 6. 8 Jednoduché stroje 8

BIOMECHANIKA. 6, Dynamika pohybu I. (Definice, Newtonovy zákony, síla, silové pole, silové působení, hybnost, zákon zachování hybnosti)

KAPALINY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

Fyzika - Kvinta, 1. ročník

Řešení úloh krajského kola 60. ročníku fyzikální olympiády Kategorie A Autoři úloh: J. Thomas (1, 2, 3), V. Vícha (4)

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

Práce, výkon, energie

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

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

1 Tuhé těleso a jeho pohyb

VÝUKOVÝ MATERIÁL Ing. Yvona Bečičková. Mechanika. Mechanický pohyb. Fyzika 2. ročník, učební obory. Bez příloh. Identifikační údaje školy

Práce, výkon, energie

Obr. 4 Změna deklinace a vzdálenosti Země od Slunce v průběhu roku

Hmotný bod - model (modelové těleso), který je na dané rozlišovací úrovni přiřazen reálnému objektu (součástce, části stroje);

Transkript:

GRAVITAČNÍ POLE Všechna tělesa jsou přitahována k Zemi, příčinou tohoto je jevu je mezi tělesem a Zemí Přitahují se i vzdálená tělesa, například, z čehož vyplývá, že kolem Země se nachází gravitační pole Gravitační pole je tedy kolem každého tělesa a mezi dvěma tělesy je vždy vzájemné, jedná se tedy o síly NEWTONŮV GRAVITAČNÍ ZÁKON ZAMYSLI SE! Z běžného života víme, že jsme přitahováni k Zemi, přitahují nás i jiná tělesa? Existuje něco jako odpudivá gravitace? Isaac Newton (4.1.1643 31.3.1727) se narodil ve východní Anglii. V deseti letech začal chodit do školy. Okolo roku 1660 ukončil své základní vzdělání a za podpory svého strýce se nastoupil 5. června 1661 jako osmnáctiletý studovat na Trinity College v Cambridge. Začíná se zajímat o vědu, čte díla Galileiho Galilea a René Descarta. Od srpna 1665 do dubna 1667 byla univerzita uzavřena kvůli morové epidemii a Newton se vrátil do rodného Granthamu, kde mu podle pověsti spadlo na hlavu jablko a on přišel na myšlenku gravitace. Newtonův gravitační zákon:

F = konstanta úměrnosti se nazývá a má hodnotu ŘEŠENÁ ÚLOHA Urči jakou silou se přitahují Země a Měsíc 24 M Z = 6 10 kg 22 M M = 7,4 10 r = 3,8 10 8 m kg F M = κ 24 22 M M 1 6 10 7,4 10 = 6,67 10 = 2,05 10 2 2 r Z 20 8 ( 3,8 10 ) N? OTÁZKY A ÚLOHY 1. Co je to gravitační působení? 2. Na čem závisí velikost gravitační síly mezi dvěma tělesy? ÚLOHY NAVÍC 1. Dva kosmonauti o hmotnostech 180 kg a 265 kg (včetně výstroje) jsou od sebe vzdáleni 2 metry. Jak velká přitažlivá gravitační síla mezi nimi působí? Za jak dlouho do sebe vlivem gravitace narazí? Kosmonauty považuj za stejnorodé koule a tření ve vesmíru za nulové. Jak se situace změní pokud kosmonauti budou mít shodné hmotnosti 200 kg a budou od sebe vzdáleni 1 metr? 2. Na stole pod vývěvou leží dvě ocelové koule. První o hmotnosti 30 kg, druhá 55 kg. Vlivem nižší hustoty vzduchu a tření s podložkou působí proti pohybu odporová síla o velikosti 4x10E-7 N. Rozpohybují se koule proti sobě? Jaká je hraniční hodnota vzdálenosti obou koulí při které se k sobě pohybovat začnou? 3. Dvě vesmírné lodi parkují vedle sebe ve vzdálenosti 10 metrů. Hmotnost první je 80000 tun, hmotnost druhé 100000 tun. Jaký okamžitý (časový úsek 0,1 s) výkon musí vyvinout první loď aby překonala gravitační působení mezi loděmi? GRAVITAČNÍ ZRYCHLENÍ V okolí každého tělesa je gravitační pole, silové působení závisí na hmotnosti těles a na jejich vzdálenosti

ZAMYSLI SE! Je-li těleso o hmotnosti m ve vzdálenosti r od středu Země, jaké zrychlení na něj působí? a g = a g se zmenšuje s rostoucí vzdáleností od Země, nejmenší je, kde je jeho hodnota a g = Ve všech místech směřuje a g (a také F g ) Právě podle směru, kterým a g působí dělíme pole na dva typy:

? OTÁZKY A ÚLOHY 1. Co je to gravitační zrychlení? 2. Jak se liší centrální a homogenní gravitační pole? TÍHOVÉ ZRYCHLENÍ PŘI POVRCHU ZEMĚ ZAMYSLI SE! Pokud na provázek zavěsíme nějaké těleso (vyrobíme provizorní olovnici) míří směrem dolů přímo do středu Země? Proč?

Tíhové zrychlení je složitější než gravitační, Země totiž ještě navíc, na těleso na Zemi tedy působí kromě gravitační síly také, složením těchto sil vznikne Tíhová síly je Tíhovou sílu značíme POZOR: Tíhová a gravitační síla se velmi často pletou! Jedná-li se o působení Země na tělesa jde o tíhovou sílu, gravitační působí obecně mezi všemi tělesy Z dynamiky víme, že těleso, které padá volným pádem k zemskému povrchu má zrychlení, které se nazývá ZAMYSLI SE! Má tíhové zrychlení ve všech místech na Zemi stejnou hodnotu?? OTÁZKY A ÚLOHY 1. Co je to tíhové zrychlení a jakou má hodnotu? 2. Jaký je rozdíl mezi tíhovou a gravitační silou?

TÍHOVÁ SÍLA A TÍHA TĚLESA ZAMYSLI SE! Víme, že Země působí tíhovou silou na tělesa ve svém okolí, těleso v jejím poli ale bude působit například na stůl, kde je položeno. Čím je tato síla vyvolána? Kde se jí v praxi využívá? Tíhová síla vzniká působením tíhového pole Země na těleso, tíha G tělesa vzniká působením tělesa v tíhovém poli Země na jiné těleso Tyto síly se liší v působišti, tíhová síla má působiště v, tíha v Pokud je těleso v klidu, obě síly jsou Pokud se těleso pohybuje směrem nahoru, Pokud se těleso pohybuje směrem dolů,? OTÁZKY A ÚLOHY 1. Co je to tíha tělesa? 2. Co je to stav bez tíže?

POHYBY TĚLES V HOMOGENNÍM TÍHOVÉM POLI ZEMĚ ZAMYSLI SE! Co se bude dít s tělesem v homogenním tíhovém poli, kterému byla dodána určitá počáteční rychlost? V blízkosti povrchu Země jsou trajektorie vzhledem k rozměrům Země zanedbatelné, proto můžeme tíhové pole považovat za homogenní Nejjednodušším případem pohybu v homogenním poli je volný pád, což je rovnoměrně zrychlený pohyb s nulovou počáteční rychlostí a jeho zrychlením je tíhové zrychlení svislý vrh dolů Složitějším případem je situace, kdy je tomuto tělesu navíc udělena nenulová počáteční rychlost, takový pohyb lze složit z rovnoměrného přímočarého pohybu ve směru v 0 a volného pádu, takovému složenému pohybu říkáme vrh ÚLOHA Těleso bylo vrženo svisle dolů počáteční rychlostí dopadovou rychlost jestliže bylo vrženo z výšky 140 m 15 m s, urči jeho rychlost v čase s 2 a jeho v 0 = 15m s t = 2s h = 140m v d =? m s

svislý vrh vzhůru Počáteční rychlost v 0 má směr, rychlost se postupně až bude v jeden okamžik, zpět těleso padá volným pádem okamžitá rychlost tělesa v = okamžitá poloha tělesa y = nejvyšší výška do které těleso vystoupí doba, za kterou těleso dopadne zpět na zem h = t d = ÚLOHA Těleso bylo vrženo svisle vzhůru rychlostí 30m s, urči jeho rychlost a polohu v čase 2 s, maximální výšku, ve které se bude nacházet, délku celé trajektorie a čas, za který dopadne zpět na zem

vodorovný vrh pohyb tělesa vrženého vodorovně lze složit ze dvou pohybů - okamžitou polohu tělesa zaznamenáme do soustavy souřadné, souřadnice x a y vypočítáme opět rozložením vrhu do více pohybů křivka, znázorňující tento vrh je x = y = důležitou charakteristikou vodorovného vrhnu je také vzdálenost d, do které těleso doletí, jedná se o x -ovou souřadnici bodu B d =

ÚLOHA Těleso bylo vrženo vodorovně rychlostí 25 m s z výšky m vzdálenost, do které dopadne a čas za který dopadne na zem 50, urči jeho rychlost a polohu v čase 2 s, šikmý vrh vzhůru těleso vržené svisle vzhůru svírá s vodorovnou rovinou úhel α, proto se jeho počáteční rychlost dá rozložit do složek ve směru os v x = v y =

okamžitou polohu tělesa opět zaznamenáme do soustavy souřadné, souřadnice x a y vypočítáme rozložením vrhu do více pohybů křivka, znázorňující tento vrh je x = y = opět lze určit vzdálenost d, do které těleso doletí d =

navíc lze také vypočítat maximální výšku, které těleso dosáhne h MAX = šikmý vrh má velké uplatnění v technické praxi ZAMYSLI SE! Jak se změní trajektorie letu tělesa, pokud působí nějaká třecí síla s okolím? Jak závisí trajektorie na okolí? Pokud proti vrženému tělesu nepůsobí žádná odporová síla, doletí do největší vzdálenosti pokud je vrženo pod úhlem, v praxi ovšem působí nejčastěji odpor vzduchu, poté se docílí nejdelšího dostřelu pod úhlem a křivka znázorňující tento pohyb

ÚLOHA Těleso bylo vrženo šikmo vzhůru rychlostí 20 m s pod úhlem o 60, urči jeho rychlost a polohu v čase 2 s, maximální výšku, ve které se bude nacházet, vzdálenost, do které dopadne a čas za který dopadne zpět na zem POHYBY V CENTRÁLNÍM GRAVITAČNÍM POLI ZEMĚ ZAMYSLI SE! Jak se změní situace při vrhu tělesa pokud je počáteční rychlost velká a těleso urazí velkou dráhu? Při pohybu raket nebo družic už nelze gravitační pole považovat za homogenní, gravitační síla směřuje vždy do středu Země Významné jsou ty pohyby těles, které jsou ve velké vzdálenosti od povrchu země, kde působí minimální odpor

Pokud těleso vystřelíme ze Země může nastat několik možností, co se s ním bude dít Jaká je velikost kruhové rychlosti? Pokud těleso obíhá stále po kružnici, je gravitační síla stejně velká jako, tedy κ m M m v 2 ( R + h) R + h Z Z = Z 2 k v k = s rostoucí vzdáleností h do povrchu Země rychlost klesá, těleso ale musí být vrženo z povrchu, proto v = má hodnotu k v k = 7,9km s, tuto rychlost nazýváme pokud bude mít těleso větší rychlost, závisí trajektorie opět na její velikosti významnou rychlostí je pro povrch Země rychlost s hodnotou v p = 11,2km s, která se nazývá

? OTÁZKY A ÚLOHY 1. Co je to první kosmická rychlost? 2. Co je to druhá kosmická rychlost? 3. Rozeber trajektorie těles vržených z povrchu Země pro rychlosti 28440 km h, 36000000m h 15000 m s, 2,5 km s, POHYBY V CENTRÁLNÍM GRAVITAČNÍM POLI SLUNCE, KEPLEROVY ZÁKONY ZAMYSLI SE! Jsou pohyby planet chaotické? Nebo existuje nějaký způsob, jak je lze všechny systematicky popsat? Po jakých trajektoriích se pohybují planety? Gravitační pole je mnohonásobně silnější než pole Země, gravitační zrychlení na jeho povrchu je 28x 2 větší než na Zemi ( = 280m s ), úniková rychlost z povrchu Země je = 618km s, této a g rychlosti říkáme v p HISTORICKÁ POZNÁMKA Heliocentrismus versus geocentrismus Kritickým bodem se stala otázka, zda Země je či není ve středu vesmíru a zda se pohybuje. Rozhodující obrat uskutečnil Mikuláš Koperník (1473-1543), zpochybnil dosavadní geocentrický názor. Říkal, že je daleko pravděpodobnější, aby se pohybovala nepatrná část vesmíru, místo aby se pohyboval celý vesmír několikerým pohybem. Přisoudil Zemi tři pohyby: otočení kolem osy za jeden den, kolem Slunce za jeden rok a konečně precesní pohyb (pohyb zemské osy). Zemi zařadil mezi planety, které obíhají kolem Slunce. Jeho teorie se samozřejmě neobešla bez odezvy. Stejný názor zastával i Giordano Bruno (1548-1600), který byl za své názory upálen jako kacíř. Mimo jiné zařadil Slunce mezi hvězdy. Galileo Galilei (1564-1642) byl horlivým stoupencem heliocentrismu. Vytvořil teorii pohybu těles, která počítá s pohybem Země. Koperníkův systém ještě nebyl dokonalý. Zdokonalil ho až Johannes Kepler (1571-1630) objevem tří zákonů o pohybu planet.

1. Keplerův zákon Elipsa: místo, kde se planeta nachází nejblíže Slunci se nazývá a místo, kde se planeta nachází nejdál Slunce se nazývá 2. Keplerův zákon

ZAMYSLI SE! Je Země v perihéliu v lednu nebo červenci? Proč? 3. Keplerův zákon T = T 2 1 2 2 a a 3 1 3 2 pro Zemi je délka hlavní poloosy 6 150 10 km? OTÁZKY A ÚLOHY 1. Popiš 1. Keplerův zákon? 2. Popiš 2. Keplerův zákon? 3. Popiš 3. Keplerův zákon? 6 4. Urči oběžnou dobu Saturnu, jestliže je jeho vzdálenost od Slunce 1427 10 km