101 ключевая идея: Физика - [5]
Силой гравитационного поля g, или силой тяжести, в определенной его точке называется сила, действующая на единицу массы тела в этой точке. Единицей силы гравитационного поля служит ньютон на килограмм (Hкг>-1). Сила F, действующая на тело точечной массы m в данной точке гравитационного поля, равна mg, следовательно, это вес тела массой m.
Силой гравитационного поля g, или силой тяжести, в определенной его точке называется сила, действующая на единицу массы тела в этой точке. Единицей силы гравитационного поля служит ньютон на килограмм (Hкг>-1). Сила F, действующая на тело точечной массы m в данной точке гравитационного поля, равна mg, следовательно, это вес тела массой m.
Следовательно, сила притяжения, действующая на небольшое тело массой m вблизи большой сферической планеты массой M, F = GMm/r>2, где r — расстояние от m до центра М. Таким образом, сила тяжести g — F/m = GM/r>2 на расстоянии r до центра планеты. У поверхности планеты действует сила тяжести g>s = GM/R>2, где R — радиус планеты. Сила тяжести (сила гравитационного поля) у поверхности Земли различна на разных широтах и варьируется от 9,81 Н кг>-1 на полюсах до 9,78 Н кг>-1 на экваторе. Это происходит вследствие вращательного движения Земли и оттого, что экваториальный радиус немного больше полярного.
См. также статьи «Сила и движение», «Траектория брошенного тела».
ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ 2 — ПАРАБОЛИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ
Чтобы ракета покинула Землю и смогла долететь до Луны или других планет, она должна развить скорость около 11 км/с. Минимальная скорость, необходимая для преодоления телом силы притяжения другого, более массивного тела, называется параболической. Относительно планет ее еще называют второй космической скоростью, или скоростью ухода. Если двигатели ракеты недостаточно мощные, то она не сможет развить эту скорость и останется на околопланетной орбите или упадет на планету.
Чтобы ракета массой m покинула планету массой М первой, нужна энергия, равная GMm/R, где R — радиус планеты. Ракета должна покинуть гравитационное притяжение планеты благодаря своей кинетической энергии, которая после выработки топлива равна GMm/R. Скорость ухода v>yx должна быть такой, чтобы минимум кинетической энергии>1/>2 mv>2>yx также равнялся GMm/R.
Таким образом, скорость ухода от поверхности планеты равна 2GM/R, или 2g>sR, поскольку g>s, сила тяжести у поверхности планеты, определяется по формуле GM/R>2. У поверхности Земли g = 9,80 Н/кг, а R = 6370 км (приблизительно). Отсюда скорость ухода равна (2 x 9,80 x 6370 x 1000) = 11 200 м/с. У поверхности Луны g = 1,62 Н/кг и R = 1740 км, отсюда скорость ухода равна 2380 м/с. Так как параболическая скорость ухода от поверхности Луны значительно меньше, чем та же скорость у поверхности Земли, астронавты с корабля «Аполлон» могли стартовать с Луны с помощью значительно меньших модулей, чем ракета-носитель «Сатурн», которая стартовала с Земли.
У Земли есть атмосфера, у Луны нет. Молекулы газа в атмосфере Земли двигаются со скоростью, меньшей скорости ухода (11,2 км/с), и поэтому они не могут преодолеть силу земного притяжения. Молекулы газа у поверхности Луны имели бы тот же диапазон скоростей, что и молекулы газа у поверхности Земли, так как диапазон температур там приблизительно тот же, что и на Земле. Но они легко покинули бы Луну, так как скорость ухода от поверхности там значительно меньше.
См. также статьи «Гравитационное поле 1», «Энергия и мощность».
ДАВЛЕНИЕ
Давлением называется величина, численно равная силе, направленной перпендикулярно поверхности и действующей на единицу площади. Единицей давления служит паскаль (Па), который равен одному ньютону на квадратный метр (1Н/м>2). Давление — это сила, действующая по нормали к поверхности на ее площадь.
В покоящейся жидкости на определенной глубине давление направлено во все стороны и одинаково во всех точках, расположенных на ней. С глубиной давление увеличивается в соответствии с формулой
Р = hρg,
где h — расстояние от поверхности (глубина), ρ — плотность жидкости.
В покоящемся газе давление на стенки сосуда вызвано быстрым движением бесчисленных молекул, ударяющихся о стенки и отскакивающих от них. Чем выше температура газа в герметичном сосуде, тем больше давление, так как молекулы газа движутся быстрее и ударяют о стенки сосуда более часто и интенсивно. Законы поведения идеального газа можно объяснить с помощью кинетической теории газов. В движущихся жидкостях и газах давление на поверхность, расположенную перпендикулярно направлению течения, выше давления на поверхность, расположенную параллельно течению потока. Давление на поверхность, параллельную течению, называется статическим, так как равно тому давлению, которое оказывала бы на эту точку покоящаяся жидкость. Давление на поверхность, перпендикулярную течению, называется полным. Разность между полным и статическим давлениями составляет динамическое давление.
Атмосферное давление день ото дня различается в зависимости от погодных условий. В среднем на уровне моря оно равно 101 кПа и называется стандартным. С увеличением высоты давление понижается, и в горах, на больших высотах, людям становится трудно дышать. Манометры — приборы, измеряющие давление, — обычно настраивают так, чтобы они измеряли разность давлений газа или жидкости и атмосферного давления.
Астрономия — сплав физики, математики и бездонной красоты звездного неба — не одно столетие вдохновляла человечество на осознание своего места во Вселенной, на поиски и открытия. Эта обширная область науки обладает собственным языком, который, однако, может освоить и человек, не имеющий специального образования. В этой книге в доступной форме дано краткое описание основополагающих идей астрономии, а также современные принципы и факты, необходимые для всех, кто хочет узнать как можно больше о ночном небе.
Перед Вами уникальное в своем роде издание — уфологический словарь-справочник, в котором приведены статьи о различных аспектах уфологии (наука об НЛО — неопознанных летающих объектах). Автор-составитель (проблему НЛО изучает с 1989 года) преследовал цель описать и упомянуть практически все ходовые термины и словосочетания из уфологии, открытия в этой молодой и спорной науке, указать все разнообразие уфологических гипотез и дискуссий и тем самым классифицировать уфологические знания и опыт, что весьма необходимо в современной "разрозненной" уфологии.
Данная книга раскрывает практические навыки переработки крахмального и сахаросодержащего сырья для приготовления спирта и крепких напитков в домашних условиях. В книге дано описание этапов получения спирта, а также приборов для перегонки и ректификации. Описаны способы получения различных веществ для ароматизации напитков. Приведенные рецепты позволяют приготовить ароматные крепкие напитки и натуральные вина с высокими вкусовыми качествами. В книге содержатся рецепты целебных настоек, которые могут успешно применяться для улучшения самочувствия.Книга предназначена для широкого круга читателей, интересующихся приготовлением домашних вин и целебных настоек, а также использованием продуктов сада и огорода в домашнем хозяйстве.
Ни для кого не секрет, что с каждым днем все чаще и чаще водители сталкиваются с произволом и превышением должностных полномочий сотрудниками ГИБДД.Отчасти это происходит по причине правовой безграмотности водителей, а порой и от нежелания водителей вступать в диалог с представителями власти и отстаивать свои права. Цель данного издания не изменить текущую ситуацию, а научить водителей элементарным «правилам поведения», дать основные и неотъемлемые знания, которые поистине можно приравнять по значимости к знаниям ПДД.В книге раскрываются типичные нарушения сотрудниками ГИБДД установленных законодательством правил и способы защиты от подобных действий, даются советы, как поступить в той или иной ситуации.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
Книга содержит полезную практическую информацию для призывников и их близких, которая поможет получить правильное представление о прохождении службы в Вооруженных силах, о трудностях, которые можно ожидать и о том, как с ними справиться. Автор в увлекательной форме рассказывает о разных сторонах армейской жизни. Книга вызовет интерес у широкого круга читателей.
Цель этой книги — доступным и увлекательным образом познакомить читателя с экологией. Здесь объясняется 101 ключевой термин, часто встречающийся в литературе по данной отрасли знаний. Для удобства статьи идут в алфавитном порядке. Причем от читателя почти не требуется никаких специальных знаний или подготовки. Книга будет полезна для всех: и для широкого круга читателей, и для тех, кто готовится к поступлению в высшие учебные заведения, и для тех, кто уже в них учится.
Цель этой книги — доступным и увлекательным образом познакомить читателя с психологией. Здесь объясняется 101 ключевой термин, часто встречающийся в литературе по данной отрасли знаний. Для удобства статьи идут в алфавитном порядке. Причем от читателя почти не требуется никаких специальных знаний или подготовки. Книга будет полезна для всех: и для широкого круга читателей, и для тех, кто готовится к поступлению в высшие учебные заведения, и для тех, кто уже в них учится.