Polem grawitacyjnym nazywamy obszar działania sił grawitacyjnych. Każde ciało może być ¼ródłem pola grawitacyjnego. Do badania pola używamy ciała próbnego (masy próbnej), którą charakteryzuje się tym, że jest dużo mniejsza od masy ¼ródła pola. Graficznie pole przedstawiamy za pomocą tzw. linii pola. Rysujemy je tak aby wskazywały kierunek i zwrot siły działającej na umieszczone w danym punkcie pola masę próbną.
Pola dzielimy: *jednorodne (linie równoległe do siebie i w każdym punkcie na ciało działa taka sama siła) np. pole w pobliżu powierzchni Ziemi, *centralne (linie biegną promieniści wokół ¼ródła pola, mają zwrot do środka np. pole grawitacyjne Ziemi w dużej odległości. ¬ródłem pola centralnego są punkty materialne i ciała o symetrii kulistej. Siła grawitacyjna nie jest stała będzie zależna od kwadratu odległości od ¼ródła pola. Maleje, im dalej ¼ródła pola tym jest mniejsza.
Pierwsza prędkość kosmiczna jest to prędkość jaką należy nadać ciału wyżuconemu z powierzchni Ziemi aby poruszało się po orbicie w pobliżu Ziemi. VI2=(GMz):Rz
Druga prędkość kosmiczna jest to prędkość jaką należy nadać ciału wyrzuconemu z Ziemi aby opuściło obszar działania sił grawitacyjnych czyli „udało się do nieskończoności”.
Z zasady zachowania energia wynika, że w chwili wyrzucenia energia całkowita ciała musi
________ _____________________________________ ___________________________________________
być równa zero. VII=2*GM/Rz = GM/Rz =11,2 km/s
Trzecia prędkość kosmiczna jest to prędkość jaką należy nadać ciału aby opuściła obszar pola grawitacyjnego Ziemi i Słońca VIII=43 km/s
PRAWA KOPLERA: I prawo – Wszystkie planety krążą wokół słońca po orbitach będących elipsami w jednym z ognisk elipsy znajduje się Słońce. a=(r1+r2)/2 –śred. odległoś od Słońca
II prawo – promień wodzący planety zakreśla w takim samym czasie takie same pola. V1=s1/t
Prawo to oznacza, że planeta w swoim ruchu wokół Słońca posiada różną prędkość liniową.
III prawo – dla każdych dwóch planet spełniony jest następujący warunek: a1, a2 – średnie odległości planet od słońca T1, T2 – okresy obrotu planet wokół słońca (a13)/(a23)=(T12)/(T22)
Natężenie informuje jaka siła działa na jednostkową masę umieszczoną w danym punkcie pola. Kierunek i zwrot wektora natężenia jest taki sam jak siły grawitacyjnej. Natężenie jest wprost proporcjonalne do masy, a odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości od środka ¼ródła pola. Wprowadzono pojęcia natężenia bo siła grawitacyjna zależy od masy i nie charakteryzuje pola w sposób jednoznaczny a=GM/r2a
Jeżeli pole jest wytworzone przez co najmniej dwa ciała to natężenie w tym punkcie będzie sumą wektorową natężeń pochodzących do poszczególnych ciał, Mówimy, że natężenie podlega zasadzie superpozycji (dodawaniu)
Praca w polu grawitacyjnym jest to praca jaką wykonuje siła zewnętrzna równoważąca siłę grawitacyjną przesuwając ciało z punktu A do punktu B w polu jednorodnym. Praca zależy od ¼ródła pola, a nie zależy od drogi po jakiej ciało jest przesuwane. Wzab=mg(h2-h1)= Ep
Praca wykonywana przez siłę zewnętrzną powoduje wzrost energ potenc. przenoszonego ciała
W polu jednorodnym Ziemi przyjęto umowę, że na powierzchni Ziemi energia potencjalna jest równa 0 i dzięki temu Ep w dowolnej odległości od Ziemi będzie równa Ep=mgh
Aby obliczyć pracę wykonaną przez siłę zmieniającą się wraz z kwadratem odległości należy
__________________________
obliczyć średnią tzw. geometryczną Fśr= fa*Fb=GMm/ra*rb Wzab=GMm(1/ra-1/rb)p centr
Praca w polu centralnym nie zależy od drogi po jakiej ciało jest przesuwane ale od odległości punktów od ¼ródła pola. Pole grawitac. jednorodne i centralne jest polem zachowawczym, bo praca nie zależy od odległości. Epa=-GMm/ro – w dowolnym punkcie pola
r – jest to odległość od ¼ródła w której praktycznie siła grawitacyjna jest równa 0. Obowiązuje zasada, że w polu centralnym w nieskończoności energia potencjal jest równa 0.
Energia potencjalna w dowolnym punkcie zależy od masy umieszczonego tam ciała to nie charakteryzuje pola jednoznacznie, pole charakteryzuje wielkość zwana potencjałemV=Ep/m
Potencjał informuje jaką energię potencjalną podziałała by jednostka masy w dowolnym punkcie pola a) jednorodne V=gh b) centralne V=-GM/r Potencjał jest skalarny i podlega zasadzie superpozycji (dodawaniu). Wzab =m(Vb-Va)
0Komentarzy ·
3757Czytań
Komentarze
Brak komentarzy.
Dodaj komentarz
Zaloguj się, żeby móc dodawać komentarze.
Oceny
Dodawanie ocen dostępne tylko dla zalogowanych Użytkowników.
Proszę się zalogować lub zarejestrować, żeby móc dodawać oceny.
