Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий
Версия для печати и копирования в MS Word
1
Земля притягивает к себе подброшенный мяч с силой 5 Н. С какой силой этот мяч притягивает к себе Землю? (Ответ дайте в ньютонах.)
2
Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым орбитам вокруг звезды. У первой из них радиус орбиты вдвое больше, чем у второй. Каково отношение сил притяжения первой и второй планет к звезде ?
3
Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым орбитам вокруг звезды. Для первой из них сила притяжения к звезде в 4 раза больше, чем для второй. Каково отношение радиусов орбит первой и второй планет?
4
Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым орбитам вокруг звезды. Для первой из них сила притяжения к звезде в 4 раза меньше, чем для второй. Каково отношение радиусов орбит первой и второй планет?
5
У поверхности Земли на космонавта действует сила тяготения 720 Н. Какая сила тяготения действует со стороны Земли на того же космонавта в космическом корабле, движущемся по круговой орбите вокруг Земли на расстоянии трёх земных радиусов от её центра? (Ответ дайте в ньютонах.)
Пройти тестирование по этим заданиям
Задачи Закон всемирного тяготения с решениями
Формулы, используемые на уроках «Задачи закон всемирного тяготения».
Название величины |
Обозначение |
Единица измерения |
Формула |
Масса планеты |
М |
кг |
|
Расстояние между телами или их центрами |
r |
м |
|
Сила всемирного тяготения |
F |
Н |
|
Постоянная всемирного тяготения |
G |
Н•м2/кг2 |
G = 6,67•10-11 |
Радиус планеты |
R |
м |
|
Высота |
h |
м |
|
Ускорение свободного падения вблизи поверхности планеты |
g |
м/с2 |
|
Ускорение свободного падения на большом расстоянии от поверхности планеты |
g |
м/с2 |
|
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1.
На каком расстоянии друг от друга находятся два одинаковых шара массами по 20 т, если сила тяготения между ними 6,67•10-5 Н?
Задача № 2.
Масса Сатурна 5,7•1026 кг, а его радиус— 6•107 м. Определите ускорение свободного падения на Сатурне.
Задача № 3.
Чему равно ускорение свободного падения на высоте над поверхностью Земли, равной двум ее радиусам?
Задача № 4.
На какой высоте над поверхностью Земли сила тяготения в 2 раза меньше, чем на поверхности Земли?
Задача № 5.
С какой силой притягивается к центру Земли тело массой m, находящееся в глубокой шахте, если расстояние от центра Земли до тела равно г? Плотность Земли считайте всюду одинаковой и равной р.
Задача № 6.
Экипаж поднимающегося аэростата периодически проводит измерения ускорения свободного падения. На сколько уменьшилось значение g на высоте h = 6,4 км?
Ответ: на 0,02 м/с2
Задача № 7.
Вычислите ускорение свободного падения и первую космическую скорость у поверхности Луны.
Задача № 8.
Ракета стартует с Луны вертикально вверх с ускорением а = 20 м/с2. Сколько весит во время старта космонавт, масса которого m = 90 кг?
Задача № 9. (повышенной сложности)
Во сколько раз сила притяжения между Луной и Солнцем больше, чем сила притяжения между Луной и Землей?
Краткая теория для решения Задачи Закон всемирного тяготения.
Это конспект по теме «ЗАДАЧИ закон всемирного тяготения с решениями». Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к теме: ЗАДАЧИ на Движение тела по окружности
- Посмотреть конспект по теме ДИНАМИКА: вся теория для ОГЭ (шпаргалка)
- Вернуться к списку конспектов по Физике.
- Проверить свои знания по Физике.
Закон всемирного тяготения – фундаментальный закон природы, согласно которому все предметы притягиваются между собой. Это проявление гравитационного взаимодействия. Если хотите узнать о гравитации больше – читайте наш отдельный материал.
На своем телеграм-канале мы ежедневно отбираем полезную и интересную информацию. Подписывайтесь!
Закон всемирного тяготения: формулировка, примеры
Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.
Примеры действия закона всемирного тяготения:
- яблоко, летящее на голову Ньютона;
- движение небесных тел;
- свет, поглощаемый черной дырой.
Закон всемирного тяготения был сформулирован Ньютоном в 1682 году. Размышляя над законами движения планет, которые ранее были открыты Кеплером, Ньютон хотел узнать, какие силы действуют на небесные тела и заставляют их двигаться определенным образом.
Вопросы на закон всемирного тяготения
Вопрос 1. Если все предметы притягиваются, то почему Луна не падает на Землю, Земля не падает на Солнце и т.д.?
Ответ. Все дело в скорости движения небесных тел. Луна движется вокруг Земли со скоростью равной примерно 1 км/с. Этой скорости недостаточно, чтобы покинуть орбиту, и достаточно, чтобы Луна не упала на Землю. Можно сказать, что Луна падает на Землю, но это падение никогда не заканчивается.
Вопрос 2. Что из этих величин является фундаментальной физической константой: гравитационная постоянная G или ускорение свободного падения g?
Ответ. Гравитационная постоянная G является одинаковой для всех тел в природе и в любой точке Вселенной. Ее значение:
Ускорение свободного падения g в пределах Земли варьируется в зависимости от координат и высоты подъема тела над поверхностью. На других планетах значение g будет совершенно иным, так как оно зависит от массы и размеров небесного тела.
Вопрос 3. Как развивалась теория тяготения после Ньютона и до наших дней?
Ответ. Классическая теория тяготения Ньютона господствовала в физике на протяжении более чем двух веков. В 1915 году Эйнштейн показал, что она является частным случаем общей теории относительности.
Вопрос 4. Что такое первая и вторая космические скорости?
Ответ. Первая космическая скорость – скорость, с которой спутник должен двигаться вокруг Земли или другого космического объекта, чтобы оставаться на орбите и не падать. Для Земли значение первой космической скорости равно 7,91 км/с.
Вторая космическая скорость – скорость, необходимая для того, чтобы покинуть орбиту небесного тела. Значение: 11,2 км/с.
Вопрос 5. С гравитационной постоянной разобрались. Ну а что такое гравитационная неустойчивость?
Ответ. Гравитационная неустойчивость – флуктуации (возмущения, небольшие отклонения) плотности и скорости вещества в пространстве под действием сил тяготения. Гравитационная неустойчивость является причиной возникновения галактик, звезд и звездных скоплений.
Кстати! Для наших читателей действует скидка 10% на любой вид работы.
Задачи на закон всемирного тяготения с решениями
Хотите узнать, как решать задачи на закон всемирного тяготения? Вот памятка по решению любых задач и отдельная статья про задачи на движение тел под действием силы тяжести.
Задача №1. Применение закона всемирного тяготения
Условие
Два одинаковых шара притягиваются друг к другу с силой 6,67*10^-5 Ньютона. Масса каждого шара равна 20 тонн. Найдите расстояние между шарами.
Решение
По закону всемирного тяготения
Ответ: 20 метров.
Задача №2. Расчет ускорения свободного падения на Марсе
Условие
Каково ускорение свободного падения на Марсе?
Решение
Сначала по справочнику найдем значения массы и радиуса Марса:
По закону всемирного тяготения для тела массы m на Марсе:
Сократим m и получим формулу для ускорения свободного падения:
Ответ: 3,72 метра на секунду в квадрате.
Задача №3. Нахождение первой космической скорости на поверхности Луны
Условие
Какова первая космическая скорость на поверхности Луны?
Решение
Первая космическая скорость у поверхности планеты находится по формуле:
Также из этой задачи можно найти ускорение свободного падения на Луне. Оно равно 1,61 м/с2.
Ответ: 1,7 км/с.
Задача №4. Изменение ускорения свободного падения с четом высоты
Условие
Воздушный шар поднимается на высоту 6 километров. Как изменится ускорение свободного падения на этой высоте?
Решение
Запишем закон всемирного тяготения сначала для поверхности Земли, а потом для высоты h. Обозначим ускорение свободного падения на уровне моря как g нулевое.
Ответ: Ускорение свободного падения уменьшится на 0,02 м/с2.
Задача №5. Применение закона всемирного тяготения
Условие
Определите, какая из сил притяжения больше: сила между Землей и Луной или сила между Луной и Солнцем
Решение
Чтобы понять, какая сила больше, нужно их сравнить.
Учитывая, что расстояние между Землей и Луной гораздо меньше, чем расстояние межу Землей и Солнцем, вместо расстояния между Луной и Солнцем можно взять расстояние Земля-Солнце.
Ответ: сила притяжения между Луной и Солнцем примерно в два раза больше.
Нужна помощь в решении задач и других заданий? Обращайтесь в профессиональный студенческий сервис.
ЕГЭ-11 Физика Задание №2
Закон всемирного тяготения.
№1 Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым
орбитам вокруг звезды. Для первой из них сила притяжения к звезде в 4 раза
больше, чем для второй. Каково отношение радиусов орбит первой и второй планет?
№2 У
поверхности Земли на космонавта действует сила тяготения 720 Н. Какая сила
тяготения действует со стороны Земли на того же космонавта в космическом
корабле, движущемся по круговой орбите вокруг Земли на расстоянии трёх земных радиусов
от её центра?
№3 Космонавт
на Земле притягивается к ней с силой 700 Н. С какой приблизительно силой
он будет притягиваться к Марсу, находясь на его поверхности, если радиус Марса
в 2 раза меньше, а масса — в 10 раз меньше, чем у Земли?
№4 Сила
притяжения Земли к Солнцу в 22,5 раза больше, чем сила притяжения Марса к
Солнцу. Во сколько раз расстояние между Марсом и Солнцем больше расстояния
между Землёй и Солнцем, если масса Земли в 10 раз больше массы Марса?
№5 Модуль
силы гравитационного взаимодействия двух точечных тел, расположенных на
расстоянии четырёх метров друг от друга, равен 5 Н. Каков будет модуль силы
гравитационного взаимодействия этих тел, если расстояние между ними увеличить
на 1 м?
№6 Две
звезды одинаковой массы притягиваются друг к другу с силами, равными по
модулю F. Во сколько раз уменьшился бы модуль сил притяжения между
звёздами, если бы расстояние между их центрами увеличилось в 1,5 раза, а масса
каждой звезды уменьшилась в 2 раза?
№7 Чему
равен модуль силы тяжести, действующей на тело массой 9 кг, на высоте, равной
половине радиуса Земли?
№8 Модуль
ускорения свободного падения вблизи поверхности астероида равен 0,2 м/с2.
Чему будет равен модуль ускорения свободного падения вблизи поверхности другого
астероида, объём которого в 8 раз меньше? Оба астероида однородные, сферические
и состоят из железа. Ответ выразите в м/с2.
№9 Сила
гравитационного взаимодействия небольших тел массами m и M,
находящихся на расстоянии R1 = 100 км друг от
друга, равна по модулю F. Сила гравитационного взаимодействия
небольших тел массами 2m и M, находящихся на
расстоянии R2 друг от друга, равна по модулю F/50.
На какую величину отличаются расстояния R1 и R2?
№10
№11
№12
№13 К
вертикально расположенной пружине динамометра, корпус которого прикреплён к
потолку, подвешен груз массой 8 кг. Каково будет показание динамометра, если
человек, стоящий под грузом, будет пробовать опустить этот груз, действуя на
него направленной вниз силой 50 Н?
Ответы
:
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
ответ |
0,5 |
80 |
280 |
1,5 |
3,2 |
9 |
40 |
0,1 |
1000 |
0,25 |
0,5 |
1 |
130 |
1. Вспоминай формулы по каждой теме
2. Решай новые задачи каждый день
3. Вдумчиво разбирай решения
Закон тяготения
Закон всемирного тяготения
Две материальные точки массами (displaystyle m) и (displaystyle M) притягиваются друг к
другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния (displaystyle R) между ними. [F=Gfrac{mM}{R^2}] Гравитационная постоянная — коэффициент пропорциональности
[G=6,67cdot10^{-11} frac{ text{Н}cdot text{м$^2$}}{text{кг$^2$}}]
Сила гравитационного притяжения между двумя шарами равна (F). Во сколько увеличится сила притяжения между шарами, если каждый из них заменить на шар в 4 раза тяжелее, оставив расстояние между шарами неизменным.
По закону всемирного тяготения: [F=Gfrac{M_{1}M_{2}}{R^{2}}] где (M_1) и (M_2) – масса шаров, (R) – радиус между шарами. Так как масса каждого из шаров увеличится в 4, то сила увеличится в 16 раз.
Ответ: 16
Две звезды вращаются вокруг друг друга, сила притяжения между ними равна F. На сколько должно увеличиться расстояние между ними, чтобы сила притяжения осталась неизменной, если масса первой звезды увеличилась в 4 раза?
Сила притяжения между двумя телами равна: [F=Gcdotfrac{M_1M_2}{R^2}] где G – гравитационная постоянная, (M_1), (M_2) – массы тел, R — расстояние между этими телами.
Запишем уравнения до и после того, как изменили массу: [F=
begin{cases}
dfrac{M_1M_2}{R_1^2}\
\
dfrac{4M_1M_2}{R_2^2}
end{cases}
Rightarrow dfrac{M_1M_2}{R_1^2} = dfrac{4M_1M_2}{R_2^2}] [frac{1}{R_1^2}=frac{4}{R_2^2} Rightarrow R_2 =sqrt{R_1^2cdot4} = 2R_1]
Ответ: 2
Сила гравитационного притяжения между двумя шарами равна 200 нН, а расстояние между ними равно 100 м. Какова будет сила притяжения (в нН) между этими шарами, если расстояние между их центрами увеличить в 2 раза
По закону всемирного тяготения: [F=Gfrac{M_{1}M_{2}}{R^{2}}] Составим уравнения для каждого случая, описанного в задаче: [begin{cases}
F_{1}=Gdfrac{M_{1}M_{2}}{R_{1}^2}
\
\
F_{2}=Gdfrac{M_{1}M_{2}}{4R_{1}^2}
end{cases}] Значит сила уменьшится в 4 раза и станет равной 50 нН.
Ответ: 50
Сила гравитационного притяжения между двумя шарами равна (F). Во сколько увеличится сила притяжения между шарами, если один из них заменить на шар в три раза тяжелее, оставив расстояние между шарами неизменным.
По закону всемирного тяготения: [F=Gfrac{M_{1}M_{2}}{R^{2}}] где (M_1) и (M_2) – масса шаров, (R) – радиус между шарами. Так как масса одного из шаров увеличится в три, то и сила увеличится в три раза.
Ответ: 3
Сила гравитационного притяжения между двумя шарами равна (F=100) Н. Какова будет сила притяжения между шарами, если массу каждого из шаров увеличить 2 раза, а расстояние между шарами также увеличить в 2 раза.
По закону всемирного тяготения: [F=Gfrac{M_{1}M_{2}}{R^{2}}] где (M_1) и (M_2) – масса шаров, (R) – радиус между шарами.
Во втором случае сила притяжения равна [F_2=Gfrac{2M_{1}2M_{2}}{4R^{2}}=F=100text{ Н}]
Ответ: 100
Два одинаковых маленьких шарика массой (m) каждый, расстояние между центрами которых равно (r), притягиваются друг к другу с силами, равными по модулю 0,2 пН. Каков модуль сил гравитационного притяжения двух других шариков, если масса каждого из них равна (2m), а расстояние между их центрами равно (2r)? Ответ дайте в пН.
“Демоверсия 2020”
Сила взаимодействия шариков: [F=Gdfrac{mcdot m}{r^2}] Во втором случае: [F=Gdfrac{4m}{4r^2}=Gdfrac{m^2}{r^2}] То есть сила не изменилась
Ответ: 0,2
На Земле на человека действует сила притяжения (F=800) Н. Какая сила будет действовать на этого же человека на Луне, если отношение ускорения свободного падения Луны и Земли равно (dfrac{g_{text{л}}}{g_{text{з}}} = 0,16)? (Ответ дайте в Ньютонах)
Сила приятяжения человека к планете равна: [F = mg] где m – масса человека.
Запишем это уравнение для Земли и Луны соответственно: [F_{text{з}} = mg_{text{з}}] [F_{text{л}} = mg_{text{л}}] Поделив первое уравнение на втрое, получим: [frac{F_{text{з}}}{F_{text{л}}} = frac{g_{text{з}}}{g_{text{л}}} Rightarrow F_{text{л}} = F_{text{з}}cdot frac{g_{text{л}}}{g_{text{з}}}] [F_{text{л}} = 800text{ H}cdot 0,16 = 128text{ H }]
Ответ: 128
Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ
Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ
Задачи Закон всемирного тяготения с решениями
Формулы, используемые на уроках «Задачи закон всемирного тяготения».
Название величины |
Обозначение |
Единица измерения |
Формула |
Масса планеты |
М |
кг |
|
Расстояние между телами или их центрами |
r |
м |
|
Сила всемирного тяготения |
F |
Н |
|
Постоянная всемирного тяготения |
G |
Н•м2/кг2 |
G = 6,67•10-11 |
Радиус планеты |
R |
м |
|
Высота |
h |
м |
|
Ускорение свободного падения вблизи поверхности планеты |
g |
м/с2 |
|
Ускорение свободного падения на большом расстоянии от поверхности планеты |
g |
м/с2 |
|
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1. На каком расстоянии друг от друга находятся два одинаковых шара массами по 20 т, если сила тяготения между ними 6,67•10-5 Н?
Задача № 2. Масса Сатурна 5,7•1026 кг, а его радиус— 6•107 м. Определите ускорение свободного падения на Сатурне.
Задача № 3. Чему равно ускорение свободного падения на высоте над поверхностью Земли, равной двум ее радиусам?
Задача № 4. На какой высоте над поверхностью Земли сила тяготения в 2 раза меньше, чем на поверхности Земли?
Задача № 5. С какой силой притягивается к центру Земли тело массой m, находящееся в глубокой шахте, если расстояние от центра Земли до тела равно г? Плотность Земли считайте всюду одинаковой и равной р.
Задача № 6. Экипаж поднимающегося аэростата периодически проводит измерения ускорения свободного падения. На сколько уменьшилось значение g на высоте h = 6,4 км?
Ответ: на 0,02 м/с2
Задача № 7. Вычислите ускорение свободного падения и первую космическую скорость у поверхности Луны.
Задача № 8. Ракета стартует с Луны вертикально вверх с ускорением а = 20 м/с2. Сколько весит во время старта космонавт, масса которого m = 90 кг?
Задача № 9. (повышенной сложности) Во сколько раз сила притяжения между Луной и Солнцем больше, чем сила притяжения между Луной и Землей?
Краткая теория для решения Задачи Закон всемирного тяготения.
Это конспект по теме «ЗАДАЧИ закон всемирного тяготения с решениями». Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к теме: ЗАДАЧИ на Движение тела по окружности
- Посмотреть конспект по теме ДИНАМИКА: вся теория для ОГЭ (шпаргалка)
- Вернуться к списку конспектов по Физике.
- Проверить свои знания по Физике.
ЕГЭ—11 Физика Задание №2 Закон всемирного тяготения.
№1 Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым орбитам вокруг звезды. Для первой
из них сила притяжения к звезде в 4 раза больше, чем для второй. Каково отношение радиусов орбит
первой и второй планет?
№2 У поверхности Земли на космонавта действует сила тяготения 720 Н. Какая сила тяготения
действует со стороны Земли на того же космонавта в космическом корабле, движущемся по круговой
орбите вокруг Земли на расстоянии трёх земных радиусов от её центра?
№3 Космонавт на Земле притягивается к ней с силой 700 Н. С какой приблизительно силой он будет
притягиваться к Марсу, находясь на его поверхности, если радиус Марса в 2 раза меньше, а масса — в
10 раз меньше, чем у Земли?
№4 Сила притяжения Земли к Солнцу в 22,5 раза больше, чем сила притяжения Марса к Солнцу. Во
сколько раз расстояние между Марсом и Солнцем больше расстояния между Землёй и Солнцем, если
масса Земли в 10 раз больше массы Марса?
№5 Модуль силы гравитационного взаимодействия двух точечных тел, расположенных на расстоянии
четырёх метров друг от друга, равен 5 Н. Каков будет модуль силы гравитационного взаимодействия
этих тел, если расстояние между ними увеличить на 1 м?
№6 Две звезды одинаковой массы притягиваются друг к другу с силами, равными по модулю F. Во
сколько раз уменьшился бы модуль сил притяжения между звёздами, если бы расстояние между их
центрами увеличилось в 1,5 раза, а масса каждой звезды уменьшилась в 2 раза?
№7 Чему равен модуль силы тяжести, действующей на тело массой 9 кг, на высоте, равной половине
радиуса Земли?
№8 Модуль ускорения свободного падения вблизи поверхности астероида равен 0,2 м/с
2
. Чему будет
равен модуль ускорения свободного падения вблизи поверхности другого астероида, объём которого в 8
раз меньше? Оба астероида однородные, сферические и состоят из железа. Ответ выразите в м/с
2
.
№9 Сила гравитационного взаимодействия небольших тел массами m и M, находящихся на
расстоянии R
1
= 100 км друг от друга, равна по модулю F. Сила гравитационного взаимодействия
небольших тел массами 2m и M, находящихся на расстоянии R
2
друг от друга, равна по модулю F/50. На
какую величину отличаются расстояния R
1
и R
2
?
№10
№11
№12
№13 К вертикально расположенной пружине динамометра, корпус которого прикреплён к потолку,
подвешен груз массой 8 кг. Каково будет показание динамометра, если человек, стоящий под грузом,
будет пробовать опустить этот груз, действуя на него направленной вниз силой 50 Н?