Номер 1, страница 94 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Вопросы. Параграф 21. Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения. 3. Динамика материальной точки. Механика - номер 1, страница 94.

Условие.

1. В чём отличие сил гравитационного притяжения от сил упругости и трения?

Решение.

1. В чём отличие сил гравитационного притяжения от сил упругости и трения?

Силы гравитационного притяжения, с одной стороны, и силы упругости и трения, с другой, имеют разную природу и свойства.
Природа сил: Сила гравитационного притяжения является одной из четырех фундаментальных сил в природе. Она возникает между любыми двумя телами, обладающими массой. Силы упругости и трения имеют электромагнитную природу. Они возникают в результате взаимодействия атомов и молекул на близком расстоянии.
Дальность действия: Гравитационные силы являются дальнодействующими. Они действуют на любых, даже очень больших, расстояниях, хотя и ослабевают с увеличением расстояния. Силы упругости и трения являются короткодействующими, они проявляются только при непосредственном контакте тел или их частей.
Универсальность: Гравитационное взаимодействие универсально – ему подвержены абсолютно все тела во Вселенной, имеющие массу. Силы упругости возникают только при деформации тел, а силы трения – при контакте и попытке перемещения одного тела относительно другого.
Направление: Сила гравитационного притяжения всегда является силой притяжения и направлена вдоль прямой, соединяющей взаимодействующие тела. Сила упругости направлена в сторону, противоположную деформации, и стремится вернуть тело в исходное состояние. Сила трения направлена против относительного движения или возможного движения тел.

Ответ: Основные отличия заключаются в природе (гравитационная – фундаментальная, упругость и трение – электромагнитные), дальности действия (гравитация – дальнодействующая, упругость и трение – короткодействующие/контактные) и универсальности (гравитация действует между всеми телами с массой, а упругость и трение требуют особых условий – деформации или контакта и движения).

2. Сформулируйте закон всемирного тяготения. В чём заключается физический смысл гравитационной постоянной?

Закон всемирного тяготения: Два любых тела (материальные точки) притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Математически этот закон выражается формулой:
$F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$
где $F$ – сила взаимного притяжения, $m_1$ и $m_2$ – массы взаимодействующих тел, $r$ – расстояние между центрами масс тел, а $G$ – гравитационная постоянная.
Физический смысл гравитационной постоянной: Гравитационная постоянная ($G$) численно равна силе гравитационного притяжения, действующей между двумя точечными телами массой 1 кг каждое, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга.
Из формулы закона всемирного тяготения, если подставить $m_1 = m_2 = 1 \text{ кг}$ и $r = 1 \text{ м}$, получим, что $F = G$.
Значение гравитационной постоянной составляет примерно $G \approx 6.67 \cdot 10^{-11} \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{кг}^2}$. Малое значение этой константы показывает, что гравитационные силы становятся заметными только тогда, когда взаимодействуют тела очень большой массы (например, планеты, звезды).

Ответ: Закон всемирного тяготения гласит, что сила притяжения между двумя телами пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними ($F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$). Физический смысл гравитационной постоянной $G$ заключается в том, что она численно равна силе притяжения двух тел массой по 1 кг каждое, находящихся на расстоянии 1 м друг от друга.