Явление тяготения и масса тела

Ни для кого не секрет, что ничем не удерживаемые тела падают на землю. Это происходит потому, что существует земное тяготение – притяжение тел Землёй. Разные тела притягиваются к ней по-разному.

Взгляните на рисунок: одинаковые по размерам гирьки из алюминия и чугуна подвешены к одинаковым пружинам. Однако растяжение пружин различно, поэтому говорят, что вес и масса правой гирьки больше, чем левой.

Изучению физической величины «вес» мы уделим особое внимание в теме 3, а пока запомним, что когда речь идёт о притяжении тела к Земле, правильнее употреблять термин «масса».

Оказывается, что тела притягиваются не только к Земле, но и друг к другу! Это можно обнаружить опытами. Упрощённая схема одного из них изображена на рисунке. На очень длинной нити подвешен шарик. Сначала нить висела вертикально. Но, когда слева подкатили большой и очень тяжёлый шар, нить отклонилась. Это произошло из-за притяжения большим шаром маленького шарика. Чтобы этот опыт удался, нить должна быть длиной несколько десятков метров, а масса большого шара – несколько тонн.

Взаимное притяжение всех тел в мире имеет собственное название: явление гравитации или явление всемирного тяготения.

Гравитационное притяжение любого тела проявляется тем заметнее, чем больше его масса. Поэтому притяжение Земли, масса которой огромна, мы замечаем постоянно, а притяжение других тел можно обнаружить лишь специальным опытом.

Гравитационное притяжение Земли (или другой планеты) позволяет нам измерять массу тел с помощью измерительного прибора – весов. Существуют весы различных конструкций, например, пружинные и рычажные, торговые и лабораторные. Рассмотрим рычажные весы, которые изображены на рисунке. Цифрами обозначены: 1 – левая чаша, 2 – указатель равновесия, 3 – коромысло (рычаг), 4 – футляр с гирями (разновесом), 5 – правая чаша, 6 – основание. Измерение массы при помощи рычажных весов основано на сравнении гравитационного притяжения гирь и взвешиваемого тела к Земле. В параграфе 1-а мы отметили, что единица массы – 1 килограмм. Гири с надписью «1 кг», используемые в лабораториях или магазинах, имеют массу 1 кг лишь приблизительно. Массу точно 1 кг имеет только единственная в мире гиря – так называемый международный эталон килограмма. Он сделан из особого металла, имеет цилиндрическую форму и хранится в специальном помещении в городе Севре близ Парижа. Там созданы условия для сохранения эталона в неизменном виде на много веков. Все гири, которые применяются в нашей жизни, сравниваются с копиями этого эталона, хранящимися в каждой стране.

А знаете ли вы, что …

… гравитационное притяжение Луны и Солнца приводит к образованию приливов на морях и океанах. Высота прилива в открытом океане около 1 м, а у берегов – до 18 метров (залив Фанди в Атлантическом океане). … приливы и отливы бывают не только в океане, но и на суше. При этом происходят перемещения земной поверхности до 50 […]

Метод построения графика

Из курса математики начальной школы вам известна формула для расчёта скорости движения. Вспомним её: v – средняя скорость, м/с l – пройденный путь, м D t – интервал времени, с Воспользуемся этой формулой для расчёта скоростей движения тележек, съезжающих по наклонным доскам. На тележках установлены капельницы с подкрашенной водой. Допустим, что вода из них капает […]

Единицы физических величин

С давних времён для измерения различных величин люди применяют множество единиц. Например, длину полотна ткани когда-то измеряли «локтями», потому что ткань удобно наматывать на руку между ладонью и локтем. Расстояние между городами и деревнями измеряли «милями» (лат. «милле» – тысяча). Тысяча двойных шагов, шаг левой и шаг правой, составляли одну милю. Существовали и другие единицы, […]

Формулы и вычисления по ним

Из математики вы уже знакомы с несколькими формулами. Посмотрите на вторую строку таблицы, на формулу S = l·b. Она показывает, что площадь прямоугольника (S) вычисляется умножением его длины (l) на ширину (b). То есть формула показывает, что величины S, l и b связаны друг с другом. Как вычислить … Формула … площадь прямоугольника S = […]

Погрешность прямых и косвенных измерений

Вспомним, что абсолютно точных измерительных приборов не существует. Кроме того, каждый из нас немного по-своему проводит измерения, например, прикладывает тело к линейке, располагает глаза по отношению к шкале и так далее (см. § 1-б). Расчёт погрешности, вносимой в результат измерения нашими действиями, а также приборами и мерами, – сложная процедура. Поэтому мы упрощённо будем считать, […]

Цена делений шкалы прибора

Как вы думаете – одинаковую ли температуру показывают термометры, изображённые на рисунке? Разную? Неверно! Показания термометров одинаковы: 26 °С. Однако их шкалы отличаются друг от друга. Выясним, в чём состоит это отличие. Например, между штрихами 20 °С и 30 °С на левом термометре столько же делений (промежутков), сколько их между 20 °С и 40 °С […]

Измерение физических величин

На обёртке шоколадки написано «масса 100 г», в календаре мы читаем «время восхода Солнца 6 ч», а на упаковке с новогодними свечами «длина 20 см». Откуда появляются эти числа? Числовые значения величин появляются в ходе их измерений. Измерить – значит сравнить с мерой, то есть образцом для сравнения. Например, мерой для массы шоколадки служат гири, […]

Физическая величина

Нас окружает очень много предметов или, как говорят в физике, – тел. Стол, лежащая на нём доска, разлившаяся вода – это физические тела. Каждое из них имеет множество свойств. Вода, например, обладает свойством литься или течь, стол – свойством иметь горизонтальную поверхность, а лежащая на нём доска – свойством занимать часть этой поверхности, например, площадью […]

Введение в физику

Физика – одна из многочисленных наук о природе и происходящих в ней изменениях. Изучая физику, вы узнаете, чем она отличается от других наук о природе: географии, биологии, химии, астрономии и других наук. Физика зародилась очень давно. Ещё до Нашей эры учёные Древней Греции пытались объяснить явления природы – восход и заход Солнца, Луны и звезд, […]