Всемирное тяготение. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Ускорение свободного падения. Формула для вычисления силы тяжести вблизи поверхности Земли. Движение планет вокруг Солнца. Первая космическая скорость. Невесомость и перегрузки — ОГЭ по физике — страница 2

Общее условие

Крутильные весы

Открытие Ньютоном закона всемирного тяготения явилось важнейшим событием в истории физики. Его значение определяется, прежде всего, универсальностью гравитационного взаимодействия. На законе всемирного тяготения основывается один из центральных разделов астрономии – небесная механика. До начала XIX в. константа G в закон всемирного тяготения не вводилась, так как во времена Ньютона были определены размеры Земли, но не её масса. И для всех расчётов в небесной механике использовали константу GM (произведение гравитационной постоянной на массу Земли).

Исторически первым экспериментальным доказательством закона всемирного тяготения для обычных тел, а также измерением гравитационной постоянной стал опыт английского учёного Генри Кавендиша с крутильными весами, поставленный в конце XVIII в.

Установка, которую использовал Г. Кавендиш, представляла собой деревянное коромысло с прикреплёнными к его концам небольшими однородными свинцовыми шарами массой по 775 г каждый. Коромысло было подвешено на нити из посеребрённой меди длиной 1 м. К шарам подносили более тяжёлые однородные шары массой 49,5 кг, сделанные также из свинца. Установка была заключена в камеру для защиты от внешних конвекционных потоков. Угол закручивания нити θ измерялся при помощи телескопа, так как был очень маленьким. Упругость нити на кручение определялась исходя из периода свободных колебаний коромысла. В начале XIX в. учёные, проанализировав результаты опытов Кавендиша, смогли определить гравитационную постоянную G.

Измерив модуль сил взаимодействия, массы шаров и расстояние между их центрами, можно было определить гравитационную постоянную из формулы закона всемирного тяготения.

Общее условие

Меркурий

История наших знаний о Меркурии уходит корнями в глубокую древность, это одна из первых планет, известных человечеству. Меркурий наблюдали еще в древнем Шумере, одной из первых развитых цивилизаций на Земле. Древние римляне назвали планету в честь бога Меркурия
(в греческом варианте Гермеса), покровителя торговли, ремесел, а также посланца других олимпийских богов.

С чем связана такая ассоциация? Год на планете длится всего 88 дней, Меркурий – самая быстрая планета.

Меркурий – это ближайшая к Солнцу и самая маленькая планета Солнечной системы. При пролёте мимо Меркурия космического аппарата «Маринер-10», запущенного в 1973 г., было установлено наличие у планеты предельно разреженной атмосферы, давление которой в 5⋅10¹¹ раз меньше давления земной атмосферы. В таких условиях атомы чаще сталкиваются
с поверхностью планеты, чем друг с другом. Атмосферу составляют захваченные из солнечного ветра или выбитые солнечным ветром
с поверхности атомы гелия, натрия, кислорода, калия, аргона, водорода. Имеющейся у Меркурия гравитации недостаточно для поддержания плотной атмосферы.