Nzev S SCOPT Uhersk Brod Autor Mgr Anna
Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autor: Mgr. Anna Červinková Název prezentace (DUMu): Ročník: 13. Gravitační pole – základní pojmy a zákony Fyzika pro 1. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař 1. Číslo projektu: CZ. 1. 07. /1. 5. 00/34. 0727 Datum vzniku: 30. 10. 2012 Název sady: Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak, jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR.
• Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Fyzika pro 1. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař je shrnout žákům prvních ročníků technických oborů základní poznatky z daných odvětví fyziky. • Jednotlivé DUMy (prezentace) v této sadě přiblíží postupně žákům jednotlivé fyzikální obory, se kterými se setkají v praxi i v hodinách na naší SŠ. • Konkrétně tato prezentace je zaměřena na vysvětlení pojmu gravitačního pole a objasnění zákonů se kterými se v gravitačním poli setkáváme
Gravitační pole • Je formou hmoty • Vyskytuje se kolem každého hmotného tělesa • Zprostředkovává vzájemné působení hmotných těles • Vlastnost těles působit na sebe gravitačním polem se nazývá gravitační interakce
Gravitační síla • Je mírou gravitačního působení těles • Je vždy přitažlivá • Jevu, u kterého se uplatňuje gravitační síla říkáme gravitace • Gravitace se výrazně projevuje u těles s velkou hmotností
Newtonův gravitační zákon • Vyjadřuje velikost síly, kterou na sebe působí dvě hmotná tělesa • Platí: • Κ – gravitační konstanta k = 6, 67 · 10 -11 N · m 2 · kg-2 • m 1, m 2 – hmotnosti těles • r – vzdálenost těles
Příklad 1 • Určete, jakou silou se přitahují Měsíc a Země, je-li hmotnost Země 6· 1024 kg a hmotnost Měsíce je 7, 4· 1022 kg a jejich vzdálenost je 380 000 km
Řešení příkladu 1
Intenzita gravitačního pole • Vektorová veličina • Slouží k popisu gravitačního pole v daném místě • Směr intenzity je v daném místě stejný jako směr gravitační síly • Dle směru intenzity rozlišujeme gravitační pole homogenní a centrální
• Značka: K • Jednotka: N/kg • Platí: K = Fg / m • K – intenzita • m – hmotnost Fg – gravitační síla • Intenzita gravitačního pole s rostoucí výškou nad zemským povrchem klesá
Rozložení siločar • Centrální pole • Homogenní pole
Gravitační zrychlení • Značka: ag • Je uděleno tělesu gravitační silou • Směr je do středu Země • Velikost je rovna intenzitě gravitačního pole
Tíhové zrychlení • Značka: g • Je uděleno tělesu tíhovou silou • Směr je svisle dolů • Nejmenší je na rovníku, největší na pólech, kde je rovno gravitačnímu zrychlení • Zavedeno normální tíhové zrychlení gn= 9, 81 m·s-2
Gravitační pole Slunce • Je mnohonásobně silnější než gravitační pole Země • K úniku těles z gravitačního pole Slunce je třeba rychlost asi 618 km·s-1 • Pohyb těles v gravitačním poli Slunce se řídí Keplerovými zákony
Keplerovy zákony • Popisují chování těles v gravitačním poli Slunce z hlediska kinematiky • Existují tři základní zákony
První Keplerův zákon • Popisuje tvar trajektorie • Planety se pohybují kolem Slunce po elipsách málo odlišných od kružnic, v jejichž společném ohnisku je Slunce
Druhý Keplerův zákon • Vysvětluje pohyb planet • Obsahy ploch opsané průvodičem planety za jednotku času jsou konstantní • Nejrychleji se pohybuje planeta v perihéliu (přísluní) a nejpomaleji v aféliu (odsluní)
Třetí Keplerův zákon • Je vyjádřen vztahem mezi oběžnými dobami dvou planet a jejich středními vzdálenostmi od Slunce • Poměr druhých mocnin oběžných dob dvou planet je roven poměru třetích délek jejich hlavních poloos
Závěrečný test • Skupina A 1. Co víte o gravitační síle? 2. Načrtněte siločáry homogenního gravitačního pole 3. Jaký je směr tíhového zrychlení? 4. Určete, kde je pohyb Merkuru na jeho oběžné dráze nejrychlejší 5. Co víte o gravitačním poli Slunce?
• Skupina B 1. Co víte o gravitačním poli? 2. Načrtněte siločáry centrálního gravitačního pole 3. Jaký je směr gravitačního zrychlení? 4. Určete, kde se nejpomaleji na své oběžné dráze kolem Slunce pohybuje planeta Jupiter 5. Co víte o prvním Keplerovu zákonu?
Odpovědi • Skupina A 1. Je vždy přitažlivá, je mírou gravitačního působení těles 2. Homogenní pole 3. Svisle dolů 4. V perihéliu 5. Je mnohonásobně větší, než gravitační pole Země
• Skupina B 1. Je formou hmoty, vyskytuje se kolem každého hmotného tělesa, zprostředkovává vzájemné působení hmotných těles 2. Centrální pole 3. Do středu Země 4. V aféliu 5. Popisuje trajektorii planet
Seznam zdrojů pro textovou část • LEPIL, O. a kol. Fyzika pro střední školy 1. díl. 3. vyd. Praha: Prometheus s. r. o. , 1995 • SVOBODA, E. a kol. Přehled středoškolské fyziky. 3. vyd. Praha: Prometheus s. r. o. , 2005 • MIKULČÁK, J. a kol. Matematické, fyzikální a chemické tabulky a vzorce pro střední školy. 1. vyd. Praha: Prometheus s. r. o. , 2005 • LEPIL, O. a kol. Sbírka úloh z fyziky pro střední školy. 1. vyd. Praha: Prometheus s. r. o. , 1995 • BEDNAŘÍK, M. a kol. Fyzika I pro studijní obory SOU. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1984
Seznam zdrojů pro použité obrázky • Snímek 14 - [cit. 2005 -20 -12]. Dostupný pod Public Domain na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Jo hannes_Kepler_1610. jpg • Snímek 15 - [cit. 2005 -23 -02]. Dostupný pod licencí Creative Commons 3. 0 Unported na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: He liocentic_solar_system. gif? uselang=cs
• Snímek 16 – Hall, R. J. [cit. 2011 -15 -06]. Dostupný pod licencí Creative Commons Attribution-Share Alike 2. 0 Austria na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Keple r%27 s_law_2_en. svg
- Slides: 24