Сила тяжести. Свободное падение. Дома: §42, 43, 158

Если бы мы не наблюдали ежеминутно падение тел, оно было бы для нас самым удивительным явлением Араго (французский астроном)

Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз, к центру Земли. Сила, с которой Земля притягивает к себе тела, называется силой тяжести. Обозначается буквой F, с индексом F тяж.

На рисунке изображен опыт с двумя гирями и динамометрами. Вы видите, что при массе гири 200 г на нее действует сила тяжести 2 Н, а при массе 500 г – сила тяжести 5 Н. Обратите внимание, что наблюдается закономерность: Проделав опыты с любыми телами, мы обнаружим ту же самую закономерность: отношение силы тяжести, действующей на тело, к массе этого тела является постоянной величиной, не зависящей ни от силы тяжести, ни от массы тела. Эту величину называют коэффициентом силы тяжести:

Многократными исследованиями установлено, что сила тяжести пропорциональна массе тела. Чем больше масса, тем больше сила тяжести. Коэффициент этой пропорциональности - g - ускорение свободного падения: F тяж = mg

Определение центра тяжести произвольного тела путем последовательного сложения сил, действующих на отдельные его части, трудная задача; она облегчается только для тел сравнительно простой формы. Центр тяжести обруча или кольца лежит в его центре. Последний пример показывает, что центр тяжести тела может лежать вне тела. Если тело имеет неправильную форму или если оно неоднородно (например, в нем есть пустоты), то расчет положения центра тяжести часто затруднителен и это положение удобнее найти посредством опыта.

Нес Галилей одной рукою Маленький шар из свинца, А сзади ядро другое Тащили три молодца... Ядра, различные весом, Сбросить решил Галилей. Какое из них, профессор, Может упасть скорей? Из стихотворения "Опыт Галилея" Е. Ефимовский Галилей впервые выяснил, что тяжелые предметы падают вниз так же быстро, как и легкие. Чтобы проверить это предположение Галилео Галилей сбрасывал с Пизанской башни в один и тот же момент пушечное ядро массой 80 кг и значительно более легкую мушкетную пулю массой 200 г. Оба тела имели примерно одинаковую обтекаемую форму и достигли земли одновременно. До него господствовала точка зрения Аристотеля, который утверждал, что легкие тела падают с высоты медленнее тяжелых.

«В одинаково плотном воздухе падающий груз в каждый отрезок времени увеличивается на единицу движения»

Итак, в отсутствии сопротивления воздуха в данном месте земного шара все тела падают с одним и тем же постоянным ускорением. Это ускорение называют ускорением свободного падения и обозначают буквой g. Его величина несколько меняется в зависимости от географической широты места и от высоты данной местности над уровнем моря. Но, как легко заметить, изучая табличные данные, эти изменения не очень велики, и поэтому можно довольно часто считать значение ускорения свободного падения примерно равным 9,8 или даже 10 м/с 2.географической широты места Итак, в отсутствии сопротивления воздуха в данном месте земного шара все тела падают с одним и тем же постоянным ускорением. Это ускорение называют ускорением свободного падения и обозначают буквой g. Его величина несколько меняется в зависимости от географической широты места и от высоты данной местности над уровнем моря. Но, как легко заметить, изучая табличные данные, эти изменения не очень велики, и поэтому можно довольно часто считать значение ускорения свободного падения примерно равным 9,8 или даже 10 м/с 2.географической широты места Если бы тело свободно падало в безвоздушном пространстве в течение t секунд, то при начальной скорости равной нулю, оно пролетело бы за это время расстояние S, равное: S = V о t + at 2 /2=gt 2 /2 и имело бы через t секунд скорость V, равную: V = V о + аt = gt. Вот уже почти 400 лет ученые из многих стран мира различными способами определяют величину ускорения свободного падения. Последние наиболее известные измерения принадлежат венгерскому ученому Этвешу (опыты проведены в 1912 году) и нашему соотечественнику Брагинскому (опыты г.). Опыты Брагинского позволили определить величину ускорения свободного падения с точностью до двенадцатого знака после запятой!

Для определения ускорения свободного падения в том или ином конкретном месте можно воспользоваться нитяным маятником. Период свободных колебаний такого маятника находится по формуле: Для определения ускорения свободного падения в том или ином конкретном месте можно воспользоваться нитяным маятником. Период свободных колебаний такого маятника находится по формуле: T=2π L/g

g = g - g ср Положительные аномалии (когда g>g ср ) часто свидетельствуют о залежах металлических руд, а отрицательные (когда g