Номер 2, страница 94 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 3. Динамика материальной точки. Параграф 21. Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения. Вопросы - номер 2, страница 94.

Условие.

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

Решение.

Сформулируйте закон всемирного тяготения.

Закон всемирного тяготения гласит, что любые два тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Этот закон был открыт Исааком Ньютоном.

Математически закон всемирного тяготения выражается следующей формулой:

$F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$

В этой формуле $F$ – это сила гравитационного притяжения между телами, $G$ – гравитационная постоянная, $m_1$ и $m_2$ – массы взаимодействующих тел, а $r$ – расстояние между центрами масс этих тел.

Ответ: Закон всемирного тяготения утверждает, что сила гравитационного притяжения между двумя телами пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, что описывается формулой $F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$.

В чём заключается физический смысл гравитационной постоянной?

Гравитационная постоянная $G$ – это фундаментальная физическая константа, характеризующая интенсивность гравитационного взаимодействия.

Физический смысл гравитационной постоянной можно понять, рассмотрев гипотетическую ситуацию. Если взять два тела, масса каждого из которых равна 1 кг ($m_1 = m_2 = 1$ кг), и расположить их на расстоянии 1 м ($r = 1$ м) друг от друга, то сила их взаимного притяжения будет численно равна гравитационной постоянной:

$F = G \frac{1 \text{ кг} \cdot 1 \text{ кг}}{(1 \text{ м})^2} = G$

Таким образом, гравитационная постоянная численно равна силе гравитационного притяжения между двумя точечными телами массой по 1 кг каждое, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга. Её экспериментально измеренное значение составляет приблизительно $G \approx 6,674 \times 10^{-11} \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{кг}^2}$. Малое значение этой постоянной указывает на то, что гравитационное взаимодействие является очень слабым и становится существенным только для тел с очень большими массами (например, планет или звезд).

Ответ: Физический смысл гравитационной постоянной $G$ состоит в том, что она численно равна модулю силы притяжения, действующей между двумя точечными телами массой по 1 кг каждое, которые находятся на расстоянии 1 м друг от друга.