Убрзање при кретању тела под дејством силе теже. Галилејев оглед
Гравитационе силе два тела су међусобно једнаке, а супротних смерова. Деловање гравитационе силе се не може неутралисати. Оно је једина сила сразмерна маси. Грав. деловање је увек привлачно.
Проучавајући кретање небеских тела Исак Њутн је 1682.г. математички уобличио закон: Њутнов закон гравитације. Према њему сила узајамног привлачења два тела зависи од њихових маса и међусобног растојања. "Сила која делује на тела пропорционална је производу маса, а обрнуто пропорционална њиховом међусобном растојању на квадрат."
Проучавајући кретање небеских тела Исак Њутн је 1682.г. математички уобличио закон: Њутнов закон гравитације. Према њему сила узајамног привлачења два тела зависи од њихових маса и међусобног растојања. "Сила која делује на тела пропорционална је производу маса, а обрнуто пропорционална њиховом међусобном растојању на квадрат."
Јачина Земљине теже већа је уколико је већа маса тела које Земља привлачи.
Сила Земљине теже се смањује при удаљавању од Земље. На основу овога могло би се помислити да ће се са продирањем ка центру Земље повећавати интензитет силе теже.
Међутим, дешава се обрнуто. Уколико је тело на већој дубини у Земљи, сила Земљине теже (као и тежина тела) је све мања. -То се дешава јер њега не привлачи само онај део Земље који је испод њега већ и онај изнад њега. Када би се тело нашло у средишту Земље било би у бестежинском стању, јер би тада на њега деловале једнаке привлачне силе. Дакле, Земљина тежа је највећа на површини Земље.
Шта је тежина тела? Тежина тела је сила којом тело услед земљине теже делује на непокретни ослонац на којем стоји или затеже конац о који је обешено.
Којим јединицама се изражава тежина?
На малим растојањима од Земљине површине може се сматрати да је привлачна сила Земљине теже стална па је:
Сила Земљине теже се смањује при удаљавању од Земље. На основу овога могло би се помислити да ће се са продирањем ка центру Земље повећавати интензитет силе теже.
Међутим, дешава се обрнуто. Уколико је тело на већој дубини у Земљи, сила Земљине теже (као и тежина тела) је све мања. -То се дешава јер њега не привлачи само онај део Земље који је испод њега већ и онај изнад њега. Када би се тело нашло у средишту Земље било би у бестежинском стању, јер би тада на њега деловале једнаке привлачне силе. Дакле, Земљина тежа је највећа на површини Земље.
Шта је тежина тела? Тежина тела је сила којом тело услед земљине теже делује на непокретни ослонац на којем стоји или затеже конац о који је обешено.
Којим јединицама се изражава тежина?
На малим растојањима од Земљине површине може се сматрати да је привлачна сила Земљине теже стална па је:
Где је у други чинилац “ уграђена “ маса Земље, растојање тела од центра Земље и константа сразмерности. g је убрзање земљине теже. Потиче од латинске речи gravitas што значи тежина. Интензитет убрзања тела које слободно пада на Земљину географску ширину од 45°, приближно износи:
Земља је мало спљоштена на половима па јачина Земљине теже већа на половима него на екватору. Убрзање Земљине теже, као и интензитет гравитационог поља, различито је на различитим удаљеностима од центра Земље. Тело које се креће само под дејством силе теже има константно убрзање.
Да ли тежа тела брже падају?
Први који је дошао до тачног закључка је био Галилео Галилеј, италијански научник. Он је са кривог торња у Пизи пуштао да падају тела различитих маса. Истовремено је пустио две кугле исте величине, једну од гвожђа, а другу од дрвета. Утврдио је да кугле падају истовремено и да истом брзином ударају о тло.
Галилејев оглед је историјски врло важан, јер је то први експеримент у физици. Галилеј је увео у науку оглед као коначан доказ за то да ли је неко предвиђање истинито или не.
Антички филозофи су сматрали да тежа тела падају брже од лакших. Галилеј је показао да није тако и истовремено је увео правило да сви закључци о природи морају да се провере експериментално, без обзира на то колико нам деловали логично.
Шта би било да је Галилеј бацао дрвену и гвоздену куглу да падају у воду? Утврдио би да се кугле крећу различитим брзинама, тј. дрвена кугла уопште не би падала, јер је густина воде већа од густине дрвета.
Према томе, сва тела без обзира на своју масу стичу исто убрзање при падању.
Да ли тежа тела брже падају?
Први који је дошао до тачног закључка је био Галилео Галилеј, италијански научник. Он је са кривог торња у Пизи пуштао да падају тела различитих маса. Истовремено је пустио две кугле исте величине, једну од гвожђа, а другу од дрвета. Утврдио је да кугле падају истовремено и да истом брзином ударају о тло.
Галилејев оглед је историјски врло важан, јер је то први експеримент у физици. Галилеј је увео у науку оглед као коначан доказ за то да ли је неко предвиђање истинито или не.
Антички филозофи су сматрали да тежа тела падају брже од лакших. Галилеј је показао да није тако и истовремено је увео правило да сви закључци о природи морају да се провере експериментално, без обзира на то колико нам деловали логично.
Шта би било да је Галилеј бацао дрвену и гвоздену куглу да падају у воду? Утврдио би да се кугле крећу различитим брзинама, тј. дрвена кугла уопште не би падала, јер је густина воде већа од густине дрвета.
Према томе, сва тела без обзира на своју масу стичу исто убрзање при падању.
Слободно падање тела. Хитац навише и хитац наниже
Када тело пустимо да се креће под деловањем силе теже без почетне брзине, оно слободно пада. Ако телу дамо почетну брзину усмерену наниже, такво кретање зовемо хитац наниже. Уколико почетну брзину усмеримо навише, такво кретање називамо хитац навише.
Слободно падање је кретање тела у гравиртационом пољу, без почетне брзине, само под утицајем Земљине теже, То је равномерно променљиво праволонијско кретање са гравитационим убрзањем. Занемарује се утицај средине: отпор ваздуха, трење, ветар.
Ваздух увек пружа отпор падању тела, при чему је сила отпора већа ако је већа његова брзина падања и ако је већи њихов пресек у правцу нормалном на правац кретања. Зато лист хартије и куглица не падају истовремено на земљу. Њутн је доказао да сва тела падају са истим убрзањем помоћу огледа са стакленом цеви из које је извучен ваздух. Ова цев се зато назива Њутнова цев.
Слободно падање је кретање тела у гравиртационом пољу, без почетне брзине, само под утицајем Земљине теже, То је равномерно променљиво праволонијско кретање са гравитационим убрзањем. Занемарује се утицај средине: отпор ваздуха, трење, ветар.
Ваздух увек пружа отпор падању тела, при чему је сила отпора већа ако је већа његова брзина падања и ако је већи њихов пресек у правцу нормалном на правац кретања. Зато лист хартије и куглица не падају истовремено на земљу. Њутн је доказао да сва тела падају са истим убрзањем помоћу огледа са стакленом цеви из које је извучен ваздух. Ова цев се зато назива Њутнова цев.
Пошто је убрзање слободног пада g , након времена t брзина тела које слободно пада биће:
Ако пређени пут тела које слободно пада означимо са h по истеку времена t имаћемо да је:
За слободан пад имамо још једну важну формулу, која повезује брзину са пређеним путем:
Оглед: Слободан пад – бестежинско стање
Циљ: показати да када тело слободно пада, нема тежину. Прибор: пластична чаша од јогурта, спајалица, две гумице исте величине, конац, два тега од по 50 g, лепљива трака Врхом загрејане игле направи отвор на дну чаше. Кроз отвор провуци две гумице и помоћу спајалице их учврсти са спољашње стране. На други крај гумица причврсти конац, а на крај конца лепљивом траком причврсти тегове. Пусти чашу да слободно пада (са висине 2 – 3 m) и посматрај. Које силе делују у стању мировања? Шта се дешава када чаша пада? Која сила тада делује? Хитац наниже
Пример овог кретања је бацање камена наниже са моста у реку или кретање кошаркашке лопте док путује између реке и терена. Тада тело има убрзање g и почетну брзину која је усмерена наниже, исто као и убрзање. Хитац наниже је равномерно убрзано праволинијско кретање са почетном брзином. Брзина тела код хица наниже повећава се како време одмиче: Пут који тело пређе за време t означавамо са h и он износи:
Веза брзине и пређеног пута код хица наниже је:
Убрзање Земљине теже g има исти смер као и почетна брзина v0
|
Хитац увис
је кретање тела баченог вертикално навише под утицајем Земљине теже. Тело се креће равномерно успорено по правцу са успорењем g и брзина му се смањује док се не заустави на висину h и не почне слободно падати. Брзина тела код хица навише је: Пут који тело пређе за време t означавамо са h и он износи:
|
која представља максималну висину пењања код хитца навише.
Кроз сваку тачку путање тело пролази 2 пута. При проласку тела кроз било коју тачку путање брзина је иста по интензитету и при кретању навише и при кретању наниже. Време кретања тела до највише тачке једнако је времену падања тела од највише тачке до места избацивања навише.
Убрзање Земљине теже g има супротан смер од смера почетне брзине v0
Кроз сваку тачку путање тело пролази 2 пута. При проласку тела кроз било коју тачку путање брзина је иста по интензитету и при кретању навише и при кретању наниже. Време кретања тела до највише тачке једнако је времену падања тела од највише тачке до места избацивања навише.
Убрзање Земљине теже g има супротан смер од смера почетне брзине v0