"Введение в естественно-научные предметы", Гуревич А.Е., Исаев Д.А., Понтак Л.С.
Всемирное тяготение — это взаимное притяжение всех тел, у которых есть масса. Оно действует даже тогда, когда тела не соприкасаются: например, Земля притягивает мяч, а Солнце — планеты. Сила притяжения становится больше, если увеличиваются массы тел, и слабее, если они находятся дальше друг от друга. В обычной жизни мы прежде всего замечаем притяжение Земли — силу тяжести. Тяготение помогает объяснить падение предметов и движение небесных тел.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Всемирное тяготение — взаимное притяжение всех тел во Вселенной. Оно называется всемирным, потому что действует не только на Земле: притягиваются люди, предметы, планеты и звёзды. Это понятие помогает увидеть общее правило, которое связывает падение мяча и движение небесных тел.
Сила тяготения — сила, с которой тела притягиваются друг к другу. Она действует между любыми телами, у которых есть масса, даже если они не соприкасаются. Слово «взаимное» означает, что каждое из двух тел притягивает другое.
Сила тяжести — сила, с которой Земля притягивает находящиеся около неё тела. Это не другое название всего всемирного тяготения, а его частный случай: здесь одно из взаимодействующих тел — Земля. Понятие помогает объяснить, почему предметы возле поверхности Земли падают вниз.
Масса — характеристика тела, связанная с его инертностью и участием в гравитационном взаимодействии. Инертность показывает, насколько трудно изменить движение тела: например, тяжёлый предмет сложнее сдвинуть, чем лёгкий. Масса есть у любого тела, поэтому любые тела участвуют в тяготении.
Тела притягиваются, даже когда между ними есть расстояние и они не касаются друг друга. Значит, для этого взаимодействия не нужен прямой толчок или соприкосновение. Так проявляется всемирное тяготение: Земля может притягивать мяч, хотя мяч находится отдельно от неё.
Сила тяготения действует между всеми телами с массой, но не всегда заметна. Маленькие предметы притягивают друг друга очень слабо, поэтому их движение трудно отличить от случайного толчка или других воздействий. Земля имеет огромную массу, и её притяжение к предметам около поверхности заметно в повседневной жизни.
На силу притяжения влияют массы обоих тел. Если масса одного или обоих тел становится больше, притяжение усиливается, если расстояние не меняется. Поэтому взаимодействие крупных небесных тел может играть заметную роль в их движении, а притяжение двух мелких предметов обычно почти не видно.
Расстояние тоже важно: чем дальше тела друг от друга, тем слабее их притяжение. Если тела отдаляются, сила, с которой они притягиваются, уменьшается; если сближаются — усиливается. Поэтому нельзя оценивать притяжение только по массам: нужно учитывать и то, насколько далеко находятся тела.
Земля притягивает Луну, а Солнце притягивает планеты. Но небесные тела уже движутся вперёд, поэтому притяжение не просто останавливает их и не заставляет падать прямо на центр. Оно всё время меняет направление движения Луны и планет, удерживая их на орбитах — путях вокруг другого тела.
| Ситуация | Какие тела притягиваются | От чего зависит сила притяжения | Наблюдаемое проявление |
|---|---|---|---|
| Падение предмета на Землю | Земля и предмет | От масс Земли и предмета, а также от расстояния между ними | Предмет падает к поверхности Земли |
| Взаимодействие Земли и Луны | Земля и Луна | От масс обоих тел и расстояния между ними | Луна движется вокруг Земли |
| Взаимодействие планеты и Солнца | Планета и Солнце | От масс обоих тел и расстояния между ними | Планета движется вокруг Солнца |
Читайте каждую строку таблицы как пример взаимодействия двух тел: сначала найдите, кто кого притягивает, затем посмотрите, от чего зависит сила. Последний столбец показывает, как взаимодействие можно заметить. Во всех случаях тела притягиваются взаимно, хотя результат движения может быть разным.
Задача 1. Мяч выпустили из рук, и он падает на землю. Объясните, какое взаимодействие вызывает его падение.
Ответ: мяч падает из-за силы тяжести — притяжения со стороны Земли.
Задача 2. Два тела притягиваются. Как изменится сила их притяжения, если массу одного тела увеличить, а расстояние между ними оставить прежним?
Ответ: сила притяжения увеличится.
Задача 3. Почему Луна не падает прямо на Землю и не улетает от неё, а движется вокруг Земли?
Ответ: притяжение Земли удерживает Луну на орбите, изменяя направление её движения.
Ошибка — считать, что тяготение действует только на Землю и предметы около неё. Так можно подумать, потому что именно притяжение Земли легко заметить в повседневной жизни. Проверь себя: если у двух тел есть масса, они притягиваются, в том числе Луна и Земля.
Ошибка — полагать, что тела притягиваются только при соприкосновении. Обычно толчки и прикосновения заметны, поэтому их легко принять за единственный способ взаимодействия. Проверь себя на примере Луны: Земля притягивает её на расстоянии.
Ошибка — считать силу тяжести и всемирное тяготение полностью одинаковыми понятиями. Путаница возникает потому, что сила тяжести тоже является тяготением. Проверь себя: всемирное тяготение описывает притяжение любых тел с массой, а сила тяжести — притяжение тела Землёй.
Ошибка — думать, что притягивается только маленькое тело к большому. Кажется, что движется лишь маленький предмет, потому что движение большой Земли почти невозможно заметить. Проверь себя: взаимодействуют оба тела, но из-за разницы масс их движение может быть заметно по-разному.
Чтобы разобраться в тяготении, полезно знать, что тела имеют массу и могут взаимодействовать. Силой называют воздействие, которое может изменить движение тела. Эти знания помогают понять, почему предмет начинает падать, если его отпустить.
Тема пригодится при изучении свободного падения и силы тяжести: там рассматривают движение тел под действием притяжения Земли. Она также помогает объяснить движение планет и спутников. Так можно связать обычное падение предмета с движением небесных тел.
Почему мы не замечаем, как притягиваются два небольших предмета?
Они действительно притягиваются, но сила между предметами с небольшой массой очень мала. В обычных условиях её трудно заметить, потому что другие воздействия, например толчок или трение, гораздо заметнее.
Притягиваются ли друг к другу люди и окружающие предметы?
Да, у людей и предметов есть масса, поэтому они притягиваются друг к другу. Но это притяжение обычно слишком слабое, чтобы вызвать заметное движение.
Почему предмет падает именно к Земле?
Земля притягивает предмет силой тяжести. Из-за большой массы Земли это притяжение заметнее, чем притяжение предмета со стороны окружающих небольших тел.
Притягивает ли Земля Луну так же, как Луна притягивает Землю?
Да, Земля и Луна взаимно притягиваются. Это взаимодействие общее для обоих тел, хотя их движение выглядит по-разному из-за различия масс.
Почему Луна не падает на Землю?
Луна движется вперёд, а притяжение Земли всё время меняет направление её движения. Поэтому она движется вокруг Земли по орбите, а не падает прямо на её поверхность.
Всемирное тяготение
