Обсуди с товарищами, страница 73 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 15. Закон всемирного тяготения. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - страница 73.

Почему предметы, находящиеся в комнате, несмотря на их взаимное притяжение, не приближаются друг к другу?

Все тела во Вселенной, обладающие массой, притягивают друг друга в соответствии с законом всемирного тяготения. Однако в повседневной жизни мы не замечаем этого притяжения между обычными предметами, например, между мебелью в комнате. Это связано с двумя основными причинами: чрезвычайной слабостью гравитационного взаимодействия и наличием других, гораздо более сильных сил.

Сила гравитационного притяжения между двумя телами описывается формулой:

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

где $m_1$ и $m_2$ — массы тел, $r$ — расстояние между ними, а $G$ — гравитационная постоянная, которая имеет очень малое значение: $G \approx 6.67 \cdot 10^{-11} \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{кг}^2}$. Из-за малости этого коэффициента сила притяжения становится заметной только тогда, когда хотя бы одно из тел имеет огромную массу, сравнимую с массой планеты.

Чтобы наглядно продемонстрировать, насколько мала эта сила для бытовых предметов, проведем расчет.

Дано

Масса первого шкафа: $m_1 = 150 \text{ кг}$

Масса второго шкафа: $m_2 = 150 \text{ кг}$

Расстояние между центрами шкафов: $r = 3 \text{ м}$

Гравитационная постоянная: $G \approx 6.674 \cdot 10^{-11} \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{кг}^2}$

Найти:

Силу гравитационного притяжения между шкафами $F$.

Решение

Воспользуемся формулой закона всемирного тяготения:

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

Подставим значения:

$$ F = 6.674 \cdot 10^{-11} \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{кг}^2} \cdot \frac{150 \text{ кг} \cdot 150 \text{ кг}}{(3 \text{ м})^2} = 6.674 \cdot 10^{-11} \cdot \frac{22500}{9} \frac{\text{Н}}{\text{м}^2} \cdot \text{м}^2 = 6.674 \cdot 10^{-11} \cdot 2500 \text{ Н} \approx 1.67 \cdot 10^{-7} \text{ Н} $$

Полученная сила составляет примерно 0.000000167 Ньютона. Это ничтожно малая величина. Для сравнения, вес яблока массой 100 г составляет около 1 Н.

Главная причина, по которой предметы не сдвигаются с места под действием этой силы, — это сила трения покоя. Сила трения, действующая между полом и шкафом, во много раз превышает силу их взаимного притяжения. Чтобы шкаф начал двигаться, гравитационное притяжение должно было бы преодолеть эту силу трения, что невозможно.

Кроме того, на каждый предмет в комнате действует несоизмеримо большая сила притяжения со стороны Земли. Масса Земли огромна ($M_⊕ \approx 5.97 \cdot 10^{24} \text{ кг}$), поэтому ее гравитационное поле доминирует и удерживает все предметы на ее поверхности.

Ответ:

Предметы, находящиеся в комнате, не приближаются друг к другу, потому что сила их взаимного гравитационного притяжения чрезвычайно мала. Она во много раз слабее силы трения покоя, которая удерживает предметы на месте, а также пренебрежимо мала по сравнению с силой притяжения к Земле, действующей на каждый из этих предметов.