9. GRAVITACIJA Newtonov zakon gravitacije

Σχετικά έγγραφα
Gravitacija. Gravitacija. Newtonov zakon gravitacije. Odredivanje gravitacijske konstante. Keplerovi zakoni. Gravitacijsko polje. Troma i teška masa

Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Studij računarstva

Rad sile r (5.1)

ILIŠTA U RIJECI Zavod za elektroenergetiku. Elektrostatika. Električni potencijal Električni napon. Osnove elektrotehnike I: Elektrostatika

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

Jednoliko pravocrtno gibanje Jednoliko promjenljivo pravocrtno gibanje Slobodni pad Kružno gibanje Mirovanje s obzirom na pomicanje Uvjeti mirovanja

( ) 2. σ =. Iz formule za površinsku gustoću odredimo naboj Q na kugli. 2 oplošje kugle = = =

Rad, energija i snaga

Rotacija krutog tijela

Newtonov opdi zakon gravitacije

Rad, snaga, energija. Tehnička fizika 1 03/11/2017 Tehnološki fakultet

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

PREDAVANJE 3 Mehanika gravitacije

( ) ( + ) vadimo korijen i uzimamo samo. m M. R h. = G, budući da tijela imaju jednake mase vrijedi F

Fizika 2. Auditorne vježbe - 7. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Računarstvo. Elekromagnetski valovi. 15. travnja 2009.

gdje je Q naboj što ga primi kondenzator, C kapacitet kondenzatora.

SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

Izradio: Željan Kutleša, mag.educ.phys. Srednja tehnička prometna škola Split

Fizika 1. Auditorne vježbe 5. Dunja Polić. Dinamika: Newtonovi zakoni. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Studij računarstva

Kinetička energija: E

= = = Za h = 0 dobije se prva kozmička brzina:

( , 2. kolokvij)

Mehanika je temeljna i najstarija grana fizike koja proučava zakone gibanja i meñudjelovanja tijela. kinematika, dinamika i statika

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

Potrebne su relacije za put slobodnog pada za jedno i drugo nebesko tijelo (nepoznato (X)

Mehanika je temeljna i najstarija grana fizike koja proučava zakone gibanja i meñudjelovanja tijela. kinematika, dinamika i statika

2 k k r. Q = N e e. e k C. Rezultat: 1.25

( ) ρ = ρ. Zadatak 141 (Ron, gimnazija) Gustoća leda je 900 kg/m 3, a gustoća morske vode 1000 kg/m 3. Koliki dio ledene sante

Repetitorij-Dinamika. F i Zakon očuvanja impulsa (ZOI): i p i = j p j. Zakon očuvanja energije (ZOE):

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

( ) ( ) n. Ukupni kapacitet od n usporedno (paralelno) spojenih kondenzatora možemo naći iz izraza

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

Operacije s matricama

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

Fizika 1, v 2. Sudar čestica i izmjena impulsa. R: - međudjelovanje čestica tokom sudara opisujemo III Newton-ovim aksiomom:

MAGNETIZAM I. Magnetsko polje Magnetska indukcija Magnetska uzbuda Sile u magnetskom polju

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

1.4 Tangenta i normala

Primjeri zadataka iz Osnova fizike

- Rad je dejstvo sile duž puta tj. kvantitativno povezuje silu i pomeraj koji je ona izazvala

SLOŽENO KRETANJE TAČKE

ELEKTROMAGNETSKE POJAVE

numeričkih deskriptivnih mera.

Dinamika krutog tijela. 14. dio

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

II. ANALITIČKA GEOMETRIJA PROSTORA

šupanijsko natjecanje iz zike 2017/2018 Srednje ²kole 1. grupa Rje²enja i smjernice za bodovanje 1. zadatak (11 bodova)

Gauss, Stokes, Maxwell. Vektorski identiteti ( ),

Astronomija i astrofizika

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

Βαρύτητα Βαρύτητα Κεφ. 12

TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

Dinamika krutog tijela ( ) Gibanje krutog tijela. Gibanje krutog tijela. Pojmovi: C. Složeno gibanje. A. Translacijsko gibanje krutog tijela. 14.

Rješenje 469. m = 200 g = 0.2 kg, v 0 = 5 m / s, h = 1.75 m, h 1 = 0.6 m, g = 9.81 m / s 2, E k =?

Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

Silu trenja osećaju sva tela koja se nalaze u blizini Zemlje i zbog nje tela koja se puste padaju nadole. Ako pustimo telo da slobodno pada, ono će

18. listopada listopada / 13

2, r. a : b = k i c : d = k, A 1 c 1 B 1

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

Dinamika tijela. a g A mg 1 3cos L 1 3cos 1

5. PARCIJALNE DERIVACIJE

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

Kinematika materijalne toke. 3. dio a) Zadavanje krivocrtnog gibanja b) Brzina v i ubrzanje a

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

radni nerecenzirani materijal za predavanja

MEHANIKA MATERIJALNE ČESTICE

Elektrostatika. 1. zadatak. Uvodni pojmovi. Rješenje zadatka. Za pločasti kondenzator vrijedi:

Rješenje: F u =221,9 N; A x = F u =221,9 N; A y =226,2 N.

Akvizicija tereta. 5660t. Y= masa drva, X=masa cementa. Na brod će se ukrcati 1733 tona drva i 3927 tona cementa.

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

VEŽBE Elektrostatika

( ) ( ) 2 UNIVERZITET U ZENICI POLITEHNIČKI FAKULTET. Zadaci za pripremu polaganja kvalifikacionog ispita iz Matematike. 1. Riješiti jednačine: 4

M086 LA 1 M106 GRP Tema: Uvod. Operacije s vektorima.

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

Zadatak 003 (Vesna, osnovna škola) Kolika je težina tijela koje savladava silu trenja 30 N, ako je koeficijent trenja 0.5?

PROSTORNI STATIČKI ODREĐENI SUSTAVI

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

1 Promjena baze vektora

- osnovni zakoni gibanja (Newtonovi aksiomi) - gibanja duž ravne podloge i kosine - sila trenja - vrste sila

Rad, snaga i energija. Dinamika. 12. dio

7. Titranje, prigušeno titranje, harmonijsko titranje

Fizika 1. Auditorne vježbe 6 Rad. Energija. Snaga. Ivica Sorić. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Studij računarstva

vuneni tepih dotaknemo metalnu kvaku

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

dužina usmjerena (orijentirana) dužina (zna se koja je točka početna, a koja krajnja) vektor

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

Masa, Centar mase & Moment tromosti

21. ŠKOLSKO/OPĆINSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ GEOGRAFIJE GODINE 8. RAZRED TOČNI ODGOVORI

Transcript:

9. GRAVITACIJA 9.1. Newtonov zakon gavitacije Pomatanje gibanja nebeskih tijela gavitacija: pivlačna sila meñu tijelima Claudius Ptolemeus (100 170) geocentični sustav Nikola Kopenik (1473 1543) heliocentični sustav Tycho Bahe (1546-1601) danski astonom; pecizno bilježio putanje nebeskih tijela (planeta i 777 zvijezda oko + kompas + sekstant) 1600. asistent Johannes Keple (1571-1630); njemački astonom Kepleovi zakoni 1684. Edmond Halley gavitacijska sila izmeñu Sunca i planeta opada s kvadatom udaljenosti 1687. Isaac Newton Philosophie natualis pincipia mathematica (Matematički pincipi filozofije piode) - najznačajnije djelo u povijesti znanosti - opisao gibanje nebeskih i zemaljskih tijela pomoću zakona gavitacije

9.1. Newtonov zakon gavitacije Legenda: pad jabuke sa stabla i gibanje Mjeseca oko emlje uzokuje ista sila gavitacijsko pivlačenje dviju masa. - akceleacija slobodnog pada ne ovisi o masi tijela gavitacijska sila popocionalna je masi tijela - pincip akcije i eakcije gavitacijska sila popocionalna je umnošku masa obaju tijela - gavitacijska sila ovisi o udaljenosti ~1/ Gavitacijska sila kojom tijelo mase m 1 djeluje na tijelo mase m popocionalna je umnošku masa, a obnuto popocionalna kadatu njihove udaljenosti; to je pivlačna sila koja djeluje u smjeu spojnice izmeñu tijela. F 1 = F 1 m m F = G 1 1 0 0 G = 6,673 10-11 [N m kg - = m 3 /kgs ] gavitacijska konstanta

9.. Odeñivanje gavitacijske konstante John Michell je 1783. konstuiao tozionu vagu s ciljem odeñivanja gustoće emlje. Heny Cavendish, 1798. god. izačunao gustoću emlje te posedno odedio univezalnu gavitacijsku konstantu. - dvije male kugle mase m i dvije velike kugle mase M - gavitacijsko pivlačenje kugli zaket niti za kut θ + toziona konstanta G G=(6.67 ± 0.004) 10-11 Nm /kg Cavendishova toziona vaga. slaba sila

9.. Odeñivanje gavitacijske konstante Pimje. Odedite masu i gustoću emlje. (R = 6400 km) M Na tijelo mase m na povšini emlje djeluje sila: F R m mm F = ma = mg = G R M gr = = 5.895 10 G Sednja gustoća emlje : 4 kg gr M 3g ρ = G 5500 kg / m V = 4 = 3 R 4Rπ G = π 3 3

9.. Kepleovi zakoni 1. Planeti se gibaju po elipsama, a Sunce se nalazi u jednom od žaišta.. Planeti se gibaju tako da adijusvekto (vekto koji spaja sedište Sunca i sedište planeta) u jednakim vemenskim intevalima opisuje jednake povšine, bez obzia na udaljenost planeta od Sunca (zakon ploha). 3. Kvadati vemena ophodnje planeta oko Sunca odnose se kao kubovi velikih poluosi njihovih eliptičnih putanja: T T a 3 1 1 = 3 a

9.. Kepleovi zakoni Kepleovi zakoni mogu se izvesti iz Newtonovih zakona i zakona gavitacije. Pimje: Odedi ophodno vijeme planeta koji kuži oko Sunca na udaljenosti. F g S p G = M p = M pω G T T = S F 3 3 cp M M M = π π = T 4π GM ω = S T v 3. Kepleov zakon

9.. Kepleovi zakoni Veza izmeñu. Kepleovog zakona i zakona očuvanja zaketnog impulsa. τ dl = = dt 0

9.3. Gavitacijsko polje emlje. Sila teže. Pošto gavitacijska sila (elektična, manetska) djeluje na daljinu, koisno je definiati POLJE kao posto u kojem djeluje sila. Polje postoji u svakoj točki postoa. Izvo polja je tijelo (m) koje stvaa gavitacijsko polje u okolnom postou. Pisustvo polja utvñujemo postavljanjem pobnog tijela (m 0 ) u odeñenu točku postoa i mjeenjem sile na to tijelo. Jakost gavitacijskog polja = gavitacijska sila po jedinici mase. J = F g m m 0 0 0 m 0 F g = G 0 0 m m F g m J = = G m 0

9.3. Gavitacijsko polje emlje. Sila teže. Gavitacijsko polje emlje. F M g J = = G 0 m0 ( R + h) - opada s kvadatom udaljenosti Gavitacijsko polje na povšini emlje. F g M J = = G m R 0 J = g = 9.81 m / s - konstantno uz povšinu emlje 0

9.3. Gavitacijsko polje emlje. Sila teže. Sila teže i težina Sila teže pivlačna sila koja djeluje na sva tijela u blizini emljine povšine; ezultanta gavitacijske sile (F g ) i neinecijalne (centifugalne F cf ) sile zbog emljine otacije ω F G = mg F g F G F g F cf F G masa akceleacija sile teže F cf Svim tijelima na istom mjestu na emlji koja slobodno padaju, sila teža daje isto ubzanje, g.

9.3. Gavitacijsko polje emlje. Sila teže. Sila teže i težina Težina sila kojom neko tijelo pitišće podlogu na kojoj stoji odnosno ovjesište o koje je ovješeno. Sila teža je sila na tijelo, a težina je sila na podlogu odnosno ovjesište. Ukoliko podloga (ovjesište) miuje ili se giba jednoliko pavoctno spam povšine emlje, težina tijela jednaka je sili teži: G = mg = F G Ako se tijelo giba ubzano pema emljinoj povšini, težina će se azlikovati od sile teže.

- odažava ineciju tijela - odeñujemo je mjeenjem a koju tijelo dobije djelovanjem sile F F mt = m a t 9.4. Toma i teška masa mg - mjea gavitacijske sile - uzokuje gavitacijsko polje M m Fg = G R Pokusi: sila teža F g =mg jednaka je sili koja ubzava tijelo kod slobodnog pada F=ma. F = mta = Fg = mg g Pokusi: a = g aključak: mt = mg = m Jednakost teške i tome mase osnova je pincipa ekvivalencije: ne možemo azlikovati inecijalni sustav u gavitacijskom polju (a=g) od neinecijalnog sustava koji se giba ubzanjem a=-g opća teoija elativnosti. g

9.5. Gavitacijska potencijalna enegija - gavitacijska sila je konzevativna - u polju konzevativne sile tijela imaju potencijalnu enegiju - gavitacijska sila je centalna sila: usmjeena je duž adijalne dužine pema fiksnom centu (O), a iznos joj ovisi samo o adijalnoj udaljenosti, F=F() - pomatamo ad centalne sile na putanji A B dw = Fd = F d adijal i ( ) f = luk = ( ), 0 W F d W - ad ovisi samo o početnom i kajnjem adijalnom položaju svaka centalna sila = konzevativna sila

9.5. Gavitacijska potencijalna enegija - ad poteban da tijelo mase m pemjestimo iz položaja 1 u u gavitacijskom polju tijela mase m 1 m 1 1 m ( ) ( ) m1m W = Fg d = G d 1 1 1 1 1 W = Gm1m = Gm1m 1 1 W = Ep Ep 1 = Gm1m 1 - ad ne ovisi o putu već samo o početnom i kajnjem položaju tijela mase m možemo ga izaziti azlikom potencijalnih enegija 1 1 m1m Ep ( ) = G, Ep ( 1 = ) = 0

9.5. Gavitacijska potencijalna enegija - na povšini emlje 1 =R, = ( ) Ep = Gm1M R ( ) Ep = Gm1M R 1 1 R h = R << R Gm M 1 Ep = h = m 1gh R g = GM R Gavitacijska potencijalna enegija tijela iznad emlje.

9.5. Gavitacijska potencijalna enegija Pva kozmička bzina = bzina kojom teba lansiati tijelo da bi kužilo oko emlje na udaljenosti R F cp mv R = = F g mg v = gr = 7.9 km / s Enegija tijela m koje kuži oko masivnog tijela M mv mm = G / mv mm = G mm mm mm E = K + Ep = G G = G Ukupna mehanička enegija tijela na zatvoenoj putanji je negativna i konstantna. Kinetička enegija je konstantna i dva puta manja od potencijalne enegije. Pi gibanju dvaju tijela u gavitacijskom polju, ukupna enegija i zaketni impuls su očuvani.

9.5. Gavitacijska potencijalna enegija Duga kozmička bzina = bzina kojom teba lansiati tijelo da bi napustilo emljino gavitacijsko polje - ad koji teba uložiti pi udaljavanju tijela s povšine emlje u beskonačnost W = Fd = G d = G = mgr R R R mm mm - taj ad dobije se naačun kinetičke enegije tijela lansianog bzinom v mv = mgr v = gr = v = 11. km / s 1

9.6. Cne jame Masivna zvijezda supenova jezga m < 1.4 M S bijeli patuljak 1.4 M S < m < 3 M S neutonska zvijezda (=10 km) m > 3 M S cna jama Schwazschildov adijus -svi dogañaji unuta R S ostaju nevidljivo vani

Binani sustav koji se sastoji od nomalne zvijezde (lijevo) i cne jame (desno). Mateija isčupana iz zvijezde stvaa ubzavajući disk oko cne jame koji se zagijava do visokih tempeatua i zači x-zake; time cne jame postaju vidljive.

Domaća zadaća 4

1. Čovjek mase100 kg nalazi se u liftu koji se a) diže konstantnom bzinom b) diže akceleacijom 1 m/s c) spušta akceleacijom 1 m/s. d) Ako čovjek ispusti kuglicu na visini 1 m iznad poda lifta, koliko će vemena kuglica slobodno padati?. Koliko bi na Mjesecu skočila Blanka Vlašić, ako na emlji peskoči visinu.05 m?

3. Dvije zvijezde udaljeneza d gibaju se po kužnim putanjama oko njihovog centa mase. Pokaži da je peiod svake zvijezde dan elacijom: Napomena: pimijeni Newtonove zakone na svaku od zvijezda. M = m 1 d = + 1