Gravitan sla a hmotnost tlesa Uebnice strana 37

Gravitační síla a hmotnost tělesa (Učebnice strana 37 – 38) Všechna tělesa na sebe působí přitažlivou silou, kterou nazýváme gravitační síla. Čím větší mají daná tělesa hmotnost, tím větší mezi nimi působí gravitační síla. Současně čím jsou od sebe tělesa dál, tím je vzájemná gravitační síla menší. Kolem každého tělesa vzniká gravitační pole (zkráceně gravitace). Prostřednictvím gravitačního pole na sebe působí každá dvojice těles přitažlivou silou. Gravitační síla, kterou se dvě tělesa přitahují, závisí na jejich hmotnosti. Proto pozorujeme účinky gravitačních sil těles o velikých hmotnostech jako jsou planety, Měsíc a Slunce. Zdá se, jakoby na Zemi působila gravitace pouze jedním směrem – svisle dolů směrem k jejímu povrchu. Je to proto, že Země má nesrovnatelně větší hmotnost, než taková drobná tělesa, jako jsou míče, skály, letadla i celé hory.

Gravitační síla je síla, kterou působí velká tělesa (planety, měsíce, hvězdy apod. ) na malá tělesa (míčky, talíře, letadla apod. ) v blízkosti jejich povrchu. Víme, že závaží o hmotnosti 0, 1 kg přitahuje Země silou o velikosti 1 N. m = 0, 1 kg m = 0, 2 kg Fg = 1 N Fg = 2 N Dvě závaží o celkové hmotnosti 0, 2 kg budou Zemí přitahována dvakrát větší silou, tedy silou 2 N. Gravitační síla, kterou Země přitahuje těleso, je tolikrát větší, kolikrát je větší hmotnost tělesa, na které působí. Neboli gravitační síla je přímo úměrná hmotnosti tělesa, na které působí.

Gravitační sílu značíme Fg. Velikost gravitační síly Fg, kterou Země přitahuje těleso, vypočítáme, když hmotnost tělesa m násobíme gravitační konstantou g. Hodnota gravitační konstanty g (tíhového zrychlení) závisí na zeměpisné šířce i vzdálenosti od Země. V našich zeměpisných šířkách platí g = 9, 81 N/kg neboli těleso o hmotnosti 1 kg je přitahováno k Zemi silou 9, 81 N. Hodnota gravitační konstanty g na Měsíci je přibližně 6 krát menší, protože hmotnost Měsíce je menší než hmotnost Země. Naopak na planetách s větší hmotností než je hmotnost Země a na Slunci je gravitační konstanta větší. Ve starších učebnicích se můžeme setkat s označením G – tíhová síla nebo zkráceně tíha. Od tohoto označení se upustilo, protože není důvod, proč by měla mít přitažlivá síla Země jiné označení než třeba přitažlivá síla Slunce.

Příklady: 1. Urči velikost gravitační síly, která působí na chlapce o hmotnosti 45 kg. m = 45 kg g = 10 N/kg Fg = ? N 2. Hanka drží v ruce čokoládu o hmotnosti 75 gramů. Jaká gravitační síla na čokoládu působí? Aby nám výsledná gravitační síla vyšla v newtonech, musíme do vztahu pro výpočet gravitační síly dosazovat hmotnost VŽDY v kilogramech! Pokud ji máme zadanou v jiných jednotkách, musíme je na kg nejprve převést! m = 75 g = 0, 075 kg g = 10 N/kg Fg = ? N Na chlapce působí gravitační síla 450 N. Na čokoládu působí gravitační síla 0, 75 N.

Známe-li gravitační sílu, která působí na těleso, můžeme určit hmotnost tělesa. Fg m · g Příklady: 1. Jakou hmotnost má jízdní kolo, působí-li na něj gravitační síla 150 N? 2. Jakou hmotnost (v tunách) má hroch, působí-li na něj gravitační síla 36 k. N? Fg = 150 N g = 10 N/kg m = ? kg Fg = 35 k. N = 35 000 N g = 10 N/kg m = ? kg Jízdní kolo má hmotnost 15 kg. Hroch má hmotnost 3, 5 tun.

Příklady: 3. Jakou hmotnost má hroch z minulého příkladu na Měsíci a jaká gravitační síla na Měsíci na něj působí, je-li gravitační konstanta na Měsíci 6 krát menší, tedy g. M = 1, 6 N/kg? Jak se změní hodnoty na Jupiteru, je-li gravitační konstanta 2, 6 krát větší, tedy g. J = 26 N/kg? POZOR! Hmotnost tělesa je fyzikální veličina, která nezávisí na poloze tělesa. Hroch i všechna jiná tělesa budou mít stejnou hmotnost na Zemi, na Měsíci, na kterékoliv planetě i ve stavu bez tíže. na Měsíci: m = 3, 5 t = 3 500 kg g = 1, 6 N/kg Fg = ? N na Jupiteru: m = 3, 5 t = 3 500 kg g = 26 N/kg Fg = ? N Hmotnost hrocha bude na Měsíci i na Jupiteru stejná jako na Zemi. Hroch je na Měsíci přitahován gravitační silou 5, 6 KN, na Jupiteru 91 k. N. Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 38 – 39.