Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гомонова А.И. -> "Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика " -> 9

Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика - Гомонова А.И.

Гомонова А.И., Драбович К.Н., Макаров В.А., Никитин С.Ю., Полякова М.С. Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика — МГУ, 2001. — 307 c.
Скачать (прямая ссылка): podgotovkakvstupitelexzamenam2001.pdf
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 98 >> Следующая

F = G^Jt' (L2.4)
Т~
где G = 6,67-10'" Н • м2/кг2 - гравитационная постоянная.
Закон тяготения в форме (1.2.2) справедлив также для однородных шаров или
однородных шаровых слоев. Для таких тел в качестве г нужно брать
расстояние между центрами этих шаров (слоев).
Гравитационная постоянная и способы ее измерения. Гравитационная
постоянная относится к числу фундаментальных констант природы. Ее
численное значение может быть определено только опытным путем. Основная
проблема, связанная с экспериментальным определением гравитационной
постоянной, состоит в
28
Динамика
регистрации и измерении очень малых сил.
Первое измерение гравитационной постоянной провел английский физик Г.
Кавендиш в конце XVIII в. В его опытах сила гравитационного
взаимодействия сравнивалась с упругой силой, возникающей при закручивании
нити. Кавендиш использовал горизонтальные крутильные весы, представлявшие
собой легкое коромысло, подвешенное на тонкой упругой нити, на концах
которого были укреплены равные пробные массы. Вблизи коромысла
располагались эталонные массы. Величина гравитационного взаимодействия
пробных и эталонных масс определялась по углу закручивания нити. Позже
был разработан более точный динамический метод, в котором
регистрировалось изменение частоты крутильных колебаний весов при
перемещении вблизи них эталонных масс.
Проводились также эксперименты по сравнению гравитационного
взаимодействия пробных тел с силой их притяжения к Земле с помощью
рычажных весов. Этим способом гравитационная постоянная была впервые
определена Ф. Йолли во второй половине XIX в.
В СССР гравитационная постоянная была впервые определена в
Государственном астрономическом институте им. П.К. Штернберга (ГАИШ) при
МГУ.
Во всех современных измерениях гравитационной постоянной используются
крутильные весы в разных режимах работы. В частности, в резонансном
методе эталонные массы вращаются вокруг оси коромысла с частотой, равной
частоте собственных колебаний весов. При этом возникает резонансное
увеличение амплитуды крутильных колебаний, по которому можно судить о
величине гравитационной постоянной.
Сила тяжести, действующая на тело со стороны Земли, равна произведению
массы тела т на ускорение свободного падения g. Вблизи поверхности Земли
" тМ
(1.2.5)
К
где М - масса Земли, R - ее радиус. Отсюда ускорение свободного
Определения, понятия и законы
29
падения у поверхности Земли
(1.2.6)
Зависимость силы тяжести от высоты. Для тела, находящегося на высоте h
над поверхностью Земли,
Формула (1.2.5) выражает зависимость силы тяжести от высоты. Из (1.2.7)
видно, что ускорение свободного падения на высоте h связано с ускорением
свободного падения у поверхности Земли соотношением
Силы упругости. Понятие о деформациях. Под деформацией твердого тела
понимают изменение его размеров и формы. К деформациям относятся
растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб и кручение. Поскольку твердые тела
сохраняют свой объем и форму, при любой попытке их деформировать в телах
возникают силы, препятствующие этому.
Тела, которые полностью восстанавливают свои форму и объем после
прекращения действия внешних сил, вызывающих деформации, называются
упругими. Соответственно, упругими называются любые деформации упругого
тела, а силы, возникающие в теле из-за упругих деформаций, носят название
сил упругости. Наряду с упругими телами имеются пластичные тела, которые
после прекращения действия внешних сил, вызвавших деформацию, не
восстанавливают свою форму. Хотя при деформациях пластичных тел тоже
возникают силы, они не являются силами упругости, поскольку их значение
зависит не от деформации, а от других факторов. Пластичные деформации в
элементарных курсах физики не рассматриваются.
mg(h) = G
тМ " М 1
(1.2.7)
30
Динамика
Силы упругости действуют между соприкасающимися слоями деформируемого
упругого тела, а также в месте контакта деформируемого тела с телом,
вызывающим деформацию. В элементарной физике рассматриваются одномерные
(линейные) деформации растяжения или сжатия. В этих случаях силы
упругости направлены вдоль линии действия внешней (деформирующей) силы,
т.е. вдоль осей продольно деформируемых нитей, витых пружин, стержней и
т.п., или перпендикулярно поверхности соприкасающихся тел.
Закон Гука. Модуль Юнга. Закон Гука устанавливает прямую пропорциональную
зависимость величины силы упругости, возникающей при деформации тела, от
величины деформации. Для пружины он имеет вид
где I -длина деформированной пружины, /о - ее недеформированная длина, к
- коэффициент жесткости пружины. Жесткость пружины зависит как от формы
пружины, так и от упругих свойств материала, из которого она изготовлена.
Аналогичные закономерности наблюдаются при растяжении и сжатии стержней
из упругих материалов. Величина коэффициента жесткости для стержня
зависит не только от материала стержня, но и от его первоначальной длины
/о и площади поперечного сечения S. Эта зависимость выражается формулой
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 98 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed