VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL Identifikační údaje školy Číslo projektu Název projektu Číslo a název šablony Vyšší odborná škola a Střední škola, Varnsdorf, příspěvková organizace Bratislavská 2166, 407 47 Varnsdorf, IČO: 18383874 www.vosassvdf.cz, tel. +420412372632 CZ.1.07/1.5.00/34.1076 Pro vzdělanější Šluknovsko 32 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji fyzikální gramotnosti žáků středních škol Autor 0301 Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast Mechanika Číslo a název materiálu VY_32_INOVACE_0301_117 Anotace Gravitace, gravitační pole Země Vytvořeno 14.1.2013 Určeno pro Fyzika 2. ročník, učební obory Přílohy Bez příloh
M E C H A N I K A Gravitace, gravitační pole Země
Gravitační pole Všechna tělesa na sebe navzájem působí gravitačními silami. Země přitahuje všechny předměty ve svém okolí - volná tělesa padají - podepřená tělesa působí tlakovou silou na podložku - zavěšená tělesa napínají závěs Slunce přitahuje Zemi i ostatní planety a tělesa sluneční soustavy. SILOVÉ PŮSOBENÍ JE VŽDY VZÁJEMNÉ Vzájemná přitažlivost je obecnou vlastností v š e c h t ě l e s nazýváme ji G R A V I T A C E
Všeobecný gravitační zákon Formuloval ho Isaac Newton na základě rozboru pohybu Měsíce kolem Země a pohybu planet kolem Slunce. Dva hmotné body se navzájem přitahují stejně velkými silami opačného směru. Velikost gravitační síly F g je přímo úměrná součinu hmotností obou hmotných bodů a nepřímo úměrná druhé mocnině jejich vzdálenosti. Platí: F g = ϰ. m 1 * m 2 / r 2 ϰ gravitační konstanta ϰ = 6,67 10-11 Nm 2 kg -2 ϰ (kappa)
Newtonův gravitační zákon
Všeobecný gravitační zákon m 1, m 2 hmotnosti těles r - vzdálenost hmotných bodů Příklady na výpočet gravitační síly 1. Jak velkou silou se vzájemně přitahují Země a Měsíc? Hmotnost Země je 5,98 * 10 24 kg, hmotnost Měsíce je 7,38 * 10 22 kg. Vzdálenost středů obou těles je 384 000 km. [2*10 20 N] 2. Jak velkou gravitační silou se přitahují dva hmotné body o hmotnostech 8 kg a 6 kg, je-li jejich vzájemná vzdálenost 0,5 m? [1,28*10-8 N]
Intenzita gravitačního pole Charakterizuje gravitační pole v daném místě. K = F g / m Radiální gravitační pole Ve všech bodech radiálního gravitačního pole, které leží ve stejné vzdálenosti od hmotného bodu, má intenzita K stejnou velikost a směřuje do gravitačního středu pole (k hmotnému bodu).
Intenzita gravitačního pole Homogenní gravitační pole Homogenní gravitační pole má ve všech místech stejnou intenzitu K. Jedná se o speciální případ gravitačního pole v malých vzdálenostech od povrchu Země a na malém území, kde se intenzita gravitačního pole nemění a je možné ji považovat za konstantní.
Tíhové pole Tíhové pole je v každém bodě určeno tzv. tíhovou silou, která je vektorovým součtem gravitační a odstředivé síly. Gravitační síla F g směřuje do středu Země a její velikost závisí na hmotnosti Země a tělesa Odstředivá síla F o směřuje od osy otáčení a její velikost je závislá na rychlosti rotace. Tíhová síla: F G = F g + F o Tíhovou silou působí Země na těleso. Normální tíhové zrychlení: g = 9,81 m/s 2 Tíha tělesa: G = m * g
Úkoly k procvičení učiva 1. Vysvětli pojem gravitační síla. 2. Co je gravitační pole. 3. Vyslov a zapiš Newtonův gravitační zákon. 4. Jakou velikost má normální tíhové zrychlení? 5. Jaká je tíha tělesa o hmotnosti 1 kg a) na rovníku (g=9,78 m/s 2 ) b) na pólu (g=9,83 m/s 2 ) 6. Člověk má hmotnost 75 kg. Jak velkou tíhovou silou na něj působí Země?
Zdroje informací Učebnice Fyzika A pro SOU 1. díl, SPN 1984, I. Vydání Učebnice Fyzika B pro SOU, SPN Praha 1984, 2. vydání Učebnice Fyzika A pro OU a UŠ, SPN Praha 1972, 7. vydání http://cs.wikipedia.org/wiki/gravitace Vlastní tvorba
Metodický list Po ukončení výukové prezentace žáci píší na volný list papíru odpovědi na otázky a počítají zadané příklady. Odpovědi na otázky č. 1 a 2 najdeme na straně 3 prezentace. Odpovědi na otázky č. 3 a 4 najdeme na straně 4 a 5 prezentace. K výpočtům příkladů č. 6 a 7 použijeme vzorečky z předvedené prezentace.