Odkryc Fizyke 1 Liceum Sprawdzian Grawitacjia

Witaj! Ten artykuł pomoże Ci zrozumieć zagadnienia związane z grawitacją, szczególnie te, które pojawiają się na sprawdzianie z fizyki w 1 liceum (Odkryć Fizykę 1). Skupimy się na praktycznym podejściu do rozwiązywania zadań, używając prostego języka i przykładów z życia codziennego.

Grawitacja, inaczej powszechne ciążenie, to siła przyciągania działająca między wszystkimi ciałami posiadającymi masę. Im większa masa ciał i im mniejsza odległość między nimi, tym większa siła grawitacji. To ona utrzymuje nas na Ziemi, krążenie planet wokół Słońca i wpływ Księżyca na pływy morskie.

W liceum najważniejsze jest zrozumienie Prawa Powszechnego Ciążenia sformułowanego przez Isaaca Newtona:

F = G * (m1 * m2) / r²

Gdzie:

• F - siła grawitacji (w Newtonach - N)
• G - stała grawitacji (około 6.674 x 10⁻¹¹ N m²/kg²)
• m1 i m2 - masy ciał (w kilogramach - kg)
• r - odległość między środkami ciał (w metrach - m)

Zastosowania i Przykłady

Zastosowanie Prawa Powszechnego Ciążenia pozwala na obliczenie siły, z jaką oddziałują na siebie dwa obiekty, np. Ziemia i człowiek, lub dwa satelity. Zobaczmy, jak to działa w praktyce:

Przykład 1: Obliczanie ciężaru ciała

Ciężar to siła, z jaką Ziemia przyciąga ciało. Możemy go obliczyć upraszczając powyższy wzór:

Q = m * g

Gdzie:

• Q - ciężar ciała (w Newtonach - N)
• m - masa ciała (w kilogramach - kg)
• g - przyspieszenie ziemskie (około 9.81 m/s²)

Przykład: Oblicz ciężar człowieka o masie 70 kg.

Rozwiązanie: Q = 70 kg * 9.81 m/s² = 686.7 N

Człowiek ten jest przyciągany przez Ziemię z siłą około 686.7 N.

Przykład 2: Siła grawitacji między dwoma obiektami

Oblicz siłę grawitacji między dwoma kulami o masach 5 kg i 10 kg, oddalonymi od siebie o 0.5 metra.

Rozwiązanie:

1. Wypisz dane:
   • G = 6.674 x 10⁻¹¹ N m²/kg²
   • m1 = 5 kg
   • m2 = 10 kg
   • r = 0.5 m
2. Podstaw do wzoru:

   F = (6.674 x 10⁻¹¹ N m²/kg²) * (5 kg * 10 kg) / (0.5 m)²

3. Oblicz:

   F = (6.674 x 10⁻¹¹ N m²/kg²) * (50 kg²) / (0.25 m²)

   F = 1.3348 x 10⁻⁸ N

Siła grawitacji między tymi kulami jest bardzo mała, wynosi około 1.3348 x 10⁻⁸ N.

Przykład 3: Zadania z Przyspieszeniem Grawitacyjnym

Przyspieszenie grawitacyjne (g) to przyspieszenie, z jakim ciało spada swobodnie na Ziemię. Jak wspomniano wcześniej, w przybliżeniu wynosi 9.81 m/s². W zadaniach często wykorzystuje się fakt, że g zależy od masy planety i jej promienia.

Wzór na przyspieszenie grawitacyjne:

g = G * M / R²

Gdzie:

• G - stała grawitacji
• M - masa planety
• R - promień planety

Przykład: Oblicz przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni planety o masie 2 razy większej niż masa Ziemi i promieniu 2 razy większym niż promień Ziemi. Przyspieszenie ziemskie na Ziemi wynosi g = 9.81 m/s².

Rozwiązanie:

1. Oznaczmy:
   • M_z - masa Ziemi
   • R_z - promień Ziemi
   • g_z = 9.81 m/s² - przyspieszenie ziemskie na Ziemi
   • M_p = 2M_z - masa planety
   • R_p = 2R_z - promień planety
   • g_p - przyspieszenie grawitacyjne na planecie (szukane)
2. Zapisz wzór na g dla obu ciał:

   g_z = G * M_z / R_z²

   g_p = G * M_p / R_p² = G * (2M_z) / (2R_z)²

3. Uprość:

   g_p = G * (2M_z) / (4R_z²) = (1/2) * (G * M_z / R_z²)

4. Zauważ, że G * M_z / R_z² = g_z:

   g_p = (1/2) * g_z

5. Oblicz:

   g_p = (1/2) * 9.81 m/s² = 4.905 m/s²

Przyspieszenie grawitacyjne na tej planecie wynosi 4.905 m/s².

Porady na Sprawdzian

• Zrozum definicje: Upewnij się, że rozumiesz pojęcia takie jak masa, ciężar, siła grawitacji, przyspieszenie ziemskie.
• Zapamiętaj wzory: Musisz znać wzór na Prawo Powszechnego Ciążenia i jego uproszczoną wersję do obliczania ciężaru.
• Jednostki: Zawsze używaj poprawnych jednostek (kg, m, s, N).
• Przekształcanie wzorów: Naucz się przekształcać wzory, aby wyliczyć szukaną wielkość.
• Czytaj uważnie: Dokładnie przeczytaj treść zadania i wypisz wszystkie dane.
• Ćwicz, ćwicz, ćwicz: Rozwiąż jak najwięcej zadań, aby utrwalić wiedzę.

Pamiętaj, że kluczem do sukcesu jest zrozumienie podstaw i regularne ćwiczenia. Powodzenia na sprawdzianie!