Sprawdzian Fizyka 1 Liceum Grawitacja Odpowiedzi

Rozważmy zagadnienie grawitacji w kontekście fizyki w liceum. Grawitacja jest fundamentalną siłą. Działa między wszystkimi obiektami posiadającymi masę.

Prawo powszechnego ciążenia Newtona opisuje tę siłę. Mówi, że siła grawitacji jest proporcjonalna do iloczynu mas. Jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi. Matematycznie, wyraża się wzorem: F = G * (m1 * m2) / r², gdzie F to siła grawitacji, G to stała grawitacji, m1 i m2 to masy ciał, a r to odległość między nimi.

Stała grawitacji (G) to bardzo mała liczba. Wynosi około 6.674 × 10⁻¹¹ N(m/kg)². To dlatego grawitacja jest słaba siłą, chyba że mamy do czynienia z bardzo dużymi masami. Na przykład, Ziemia ma ogromną masę. Dlatego odczuwamy silne oddziaływanie grawitacyjne Ziemi.

Przyspieszenie ziemskie (g) to przyspieszenie, jakie nadaje siła grawitacji obiektom na powierzchni Ziemi. Jego wartość wynosi około 9.81 m/s². Jest to wartość średnia. Może się nieznacznie różnić w zależności od lokalizacji.

Ruch jednostajnie przyspieszony

Gdy obiekt spada swobodnie, pomijając opór powietrza, porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym. Przyspieszenie tego ruchu to właśnie przyspieszenie ziemskie (g). Możemy użyć wzorów na ruch jednostajnie przyspieszony, aby obliczyć prędkość i położenie obiektu w dowolnym momencie.

Orbity planet

Grawitacja wyjaśnia ruch planet wokół Słońca. Planety krążą po elipsach, a Słońce znajduje się w jednym z ognisk tej elipsy. Prawa Keplera opisują te orbity. Są one konsekwencją prawa powszechnego ciążenia Newtona.

Przykład: Oblicz siłę grawitacji między dwoma kulami o masach 5 kg i 8 kg, oddalonymi od siebie o 2 metry. F = (6.674 × 10⁻¹¹ N(m/kg)²) * (5 kg * 8 kg) / (2 m)² ≈ 6.674 × 10⁻¹⁰ N.

Ruch satelitów również podlega prawu grawitacji. Satelity krążą wokół Ziemi dzięki sile grawitacji. Ich prędkość musi być odpowiednia, aby utrzymać je na orbicie. Za mała prędkość spowoduje spadek satelity na Ziemię. Za duża prędkość spowoduje ucieczkę satelity z orbity.