4. Gravitatsiooniseaduse sõnastus ja valem. Seletused, ühikud. Kaks keha tõmbuvad teineteise poole gravitatsioonijõuga, mis on võrdeline kehade masside korrutisega ja pöördvõrdeline kehadevahelise kauguse ruuduga. F= G. (m1.m2):r2, kus F - gravitatsioonijõud (N), m1 ja m2 - kehade massid (kg), r - kehadevaheline kaugus (m), G - matemaatiliselt võrdetegur, mida selles valemis nim. gravitatsioonkonstandiks. SI-süsteemis G= 6,7*10(astmes-11) Nm2/kg2 5. Gravitatsioonikonstandi füüsikaline sisu ehk mõte. Gravitatsioonikonstandi füüsikaline mõte selgub järgnevast (kui m1= 1kg, m2= 1kg ja r= 1m, siis F= G. (1*1): 1ruudus ehk F=G. Näeme, et gravitatsioonikonstant võrdub arvuliselt gravitatsioonijõuga, millega tõmbuvad kaks 1 kg massiga keha, kui nende vaheline kaugus on 1m. 6. Mida nimetatakse raskusjõuks? Valem, seletused, ühikud. Raskusjõud on maa külgetõmbejõud. Inimese praktilises elus kõige tähtsam gravitatsioonijõud
Enam kui saja aasta pärast avastatigi õhus väärisgaas argoon. 1771. aastal tegi Cavendish katseliselt kindlaks keskkonna mõju kondensaatori mahtuvusele. Samal aastal ennustas ta rea ainete dielektrilisi konstante. Ta sai ka süsihapet ja lämmastiku oksiide, töötas soojusmahtuvuse alal. 1776. aastal võtis kasutusele elektrilise pinge mõiste, uurides elektrinähtusi ja elektrilaengute jagunemist elektrijuhtidel. 1797. aastal määras Cavendish pöördkaalu abil gravitatsioonikonstandi suuruse ja selle abil arvutas ainult 1% veaga Maa massi. Gravitatsioonikonstandi määramine võimaldas arvutada ka Kuu, Päikese ja teiste taevakehade massi. Henry Cavendish oli Londoni Kuningliku Seltsi liige aastast 1760. 1871. aastast on Cambridge'i ülikoolis Cavendishi-nimeline füüsikalabor. Avastamine ja nime saamine Nagu ka eespool mainitud avastas Henry Cavendish vesiniku ja sellest ka nüüd täpsemalt. Vesi tulest
konstantne suurus ega sõltu langemisnurgast. Gravitatsiooni seaduse Valem: , kus: G on gravitatsioonikonstant m1 on esimese keha mass, m2 on teise keha mass, r on kehadevaheline kaugus. Kuigi valem on sõnastatud masspunktide jaoks, jääb see kehtima ka sfäärilise sümmeetriaga massijaotust omavate kehade korral (näiteks raskuskiirendust planeedi pinnal võib ligikaudselt arvutada sama valemi järgi). Gravitatsioonikonstandi eksperimentaalseks väärtuseks on saadud 6,674×10-11 N·m2·kg-2
Taustsüsteeme, kus kehtib inertsiseadus (Newtoni 1. seadus) nim inertsiaalseteks taustsüsteemideks. Inertsus on keha omadus, mis seisneb selles, et keha kiiruse muutmiseks antud suuruse võrra peab teise keha mõju esimesele kestma teatud aja. Inertsuse mõõt on mass. Kaks punktmassi tõmbavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. F=Gm1m2/r2 Gravitatsioonikonstant G= 6,7*10-11Nm2/kg2 Henry Cavendish-Määras gravitatsioonikonstandi ja Maa massi ning tiheduse. Tegi kindlaks õhu tiheduse ja avastas vesiniku. Raskusjõud- F=m*g g-gravitatsioonikiirendus, vabalangemiskiirendus. Hõõrdejõud on võrdeline kokkupuutuvate pindade vahelise rõhumisjõuga ja sõltub pindade karedusest ja materjalist. Ta tekib kehade kokkupuutel ja takistab nende liikumist või liikumahakkamist. F= N Elastsusjõud on keha deformeerimisel tekkiv jõud. Keha impulss on massi ja kiiruse korrutis. p=m*v Impulss on vektoriaalne suurus..
1 2 2 r Fg m1 r m2 2 F r G= g , m1 m2 = 6,67 10-11 Nm2/kg2. Gravitatsioonikonstandi füüsikaline mõte selle arvväärtus võrdub jõuga, millega kaks ühikulise massiga ainepunkti mõjutavad teineteisest ühikulisel kaugusel. Raskusjõud Raskusjõud gravitatsioonist põhjustatud vaadeldavale kehale mõjuv jõud F g = mg , F g = mg. g raskuskiirendus (vabalangemise kiirendus) kiirendus, millega kõik kehad liiguvad ainult raskusjõu mõjumisel.
väidab, et kehale mõjuv resultantjõud on võrdne keha massi ja kiirenduse korrutisega. . Newtoni III väidab, et kaks keha mõjutavad teineteist jõududega, mis on suuruselt võrdsed ja suunalt vastupidised. Gravitatsiooniseadus kaks masspunkti tõmbuvad üksteise poole jõuga, mis on võrdeline nende massidega ning pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga: G on gravitatsioonikonstant, m1 on esimese keha mass, m2 on teise keha mass, r on kehadevaheline kaugus. Gravitatsioonikonstandi eksperimentaalseks väärtuseks on saadud 6,674×10-11 N·m2·kg-2. Impulsi jäävuse seadus igasuguse kehade süsteemi impulss on jääv, kui sellele süsteemile ei mõju väliseid jõude. Impulsi jäävuse seadus kehtib nii Newtoni mehaanikas, erirelatiivsusteoorias kui kvantmehaanikas. See kehtib sõltumatult energia jäävuse seadusst. Impulsi valem- m = keha mass v = keha kiirus Termodünaamika esimene seadus
nendevahelise kauguse ruuduga: , kus: G on gravitatsioonikonstant, m1 on esimese keha mass, m2 on teise keha mass, r on kehadevaheline kaugus. Kuigi valem on sõnastatud masspunktide jaoks, jääb see kehtima ka sfäärilise sümmeetriaga massijaotust omavate kehade korral (näiteks raskuskiirendust planeedi pinnal võib ligikaudselt arvutada sama valemi järgi). Gravitatsioonikonstandi eksperimentaalseks väärtuseks on saadud 6,674×10-11 N·m2·kg-2. Newtoni gravitatsiooniteooria põhilisteks rakendusvaldkondadeks on ballistika (mürskude, rakettide, kosmoselaevade liikumine gravitatsiooniväljas), planeetide jt. taevakehade liikumise analüüs jms. Newton tuletaski oma teooria lähtudes empiirilistest andmetest planeetide liikumise kohta, mis olid formuleeritud juba varem Kepleri seadustena. Loeng 6
võrdeline nende massidega ning pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga: , kus: G on gravitatsioonikonstant, m1 on esimese keha mass, m2 on teise keha mass, r on kehadevaheline kaugus. Kuigi valem on sõnastatud masspunktide jaoks, jääb see kehtima ka sfäärilise sümmeetriaga massijaotust omavate kehade korral (näiteks raskuskiirendust planeedi pinnal võib ligikaudselt arvutada sama valemi järgi). Gravitatsioonikonstandi eksperimentaalseks väärtuseks on saadud 6,674×10-11 N·m2·kg-2. Newtoni gravitatsiooniteooria põhilisteks rakendusvaldkondadeks on ballistika (mürskude, rakettide, kosmoselaevade liikumine gravitatsiooniväljas), planeetide jt. taevakehade liikumise analüüs jms. Newton tuletaski oma teooria lähtudes empiirilistest andmetest planeetide liikumise kohta, mis olid formuleeritud juba varem Kepleri seadustena. o Gravitatsioonikonstant
* Jõudu mõõdetakse tema tekitatud deformatsiooi või kiirenduse kaudu. * Jõud 1N annab 1kg massiga kehale kiirenduse 1m/s2 * Newtoni gravitatsiooniseadus Kaks punktmassi tõmbavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. * valem: F = G*m1m2/r2 -) m1 ja m2 tähistavad kummagi keha (punktmassi) masse ning r nendevahelist kaugust. Tähega G tähistatud tegurit nimetatakse gravitatsioonikonstandiks. -) Gravitatsioonikonstandi tähis = G ja ühik = 6,7 * 10-11 Nm2/kg2 * a = F/m = GMm/R2m ehk a = GM/R2 * Vaba langemise kiirendus on gravitatsioonikiirendus. * Kui keha ei asu maapinnal, vaid kõrgusel h, on keha ja maakera massikeskmete vahekaugus r = R+h. * Raskusjõu valem: F = GMm/(R+h)2 * Gravitatsioonikiirenduse valem: g = GM(R+h)2 * Raskusjõud ja kiirendus sõltuvad kõrgusest. * Kaal on jõud, millega keha mõjutab tuge. * Kaalu tähis on P.
ja mõõtude süsteemi. 1793 Eli Whitney leiutab masina puuvilla puhastamiseks. 1794 Lavoiser giljontineeritakse Suure Prantsuse Revolutsiooni käigus. 1795 Lagrange, Laplace ja teised ellujäänud kuulutavad välja meetermõõdustiku kui kehtiva mõõdusüsteemi. 1795 Teismeline matemaatik Carl Friedrich Gauss leiutab vähimruutude meetodi. 1797 Andre Jacques Garnerin demonstreerib esmakordselt langevarju. 1798 Cavendish mõõdab gravitatsioonikonstandi väärtuse. 1798 Rumford näitab, et mehaanilist energiat saab soojusenergiaks muundada. 1798 Whitney soovitab hakata tootma vintpüsse konveiermeetodil. 1799 Laplace alustab "Taevamehaanika" väljaandmist, lõpetab selle 1825. aastal. 1800 Alessandro Volta leiutab patarei. 1800 Herschel avastab infrapunase kiirguse. 1800 Humphry Davy avastab lämmastikoksiidi (naerugaasi). 1801 Thomas Young avaldab astigmatismi põhjuse.
teooriast tulenevate ennustustega. Teooriad ja nende rakendamisel ligikaudsed lahendused. Teooria viimine kooskõlla loodusega mingite keeruliste masinate abiga. Sõltub paradigmast rohkem kui eelmine punkt. 3) Pradigma teooria artikuleerimine mõningate sellesse jäänud ebaselguste kõrvaldamine ja lahenduste võimaldamine probleemidele, millele on varem üksnes tähelepanu juhtid. Nt gravitatsioonikonstandi, Acogadro arvu, Joule i koefitsendi jm määramine. = paradigmade abil on suudetud seadusi sageli aastaid ette aimata, enne kui võidi kavandada nende eksperimentaalseks määramiseks vajalik aparatuur. Eksperimendid, et valida paradigma alternatiivsed rakendusviisid uuele huvipakkuvale alale. Teooria tekkimisel jäävad teatud seletamatud aspektid, piiratused, mis aga andsid alust teistele teadlastele mingite uute huvitavate katsete, tõestuste ja
pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga: , kus: G on gravitatsioonikonstant, m1 on esimese keha mass, m2 on teise keha mass, r on kehadevaheline kaugus. Kuigi valem on sõnastatud masspunktide jaoks, jääb see kehtima ka sfäärilise sümmeetriaga massijaotust omavate kehade korral (näiteks raskuskiirendust planeedi pinnal võib ligikaudselt arvutada sama valemi järgi). Gravitatsioonikonstandi eksperimentaalseks väärtuseks on saadud 6,674×10-11 N·m2·kg-2. Newtoni gravitatsiooniteooria põhilisteks rakendusvaldkondadeks on ballistika (mürskude, rakettide, kosmoselaevade liikumine gravitatsiooniväljas), planeetide jt. taevakehade liikumise analüüs jms. Newton tuletaski oma teooria lähtudes empiirilistest andmetest planeetide liikumise kohta, mis olid formuleeritud juba varem Kepleri seadustena. Loeng 6
m = 7,35·1022 kg Kuu mõjutab omakorda Maad sellega r r = 3,84·108 m võrdse, kuid vastassuunalise jõuga - F . G = 6,67·10-11 (N·m3)/kg2 F=? 30 Maa massi M, Kuu massi m, Maa ja Kuu vahelise keskmise kauguse r ja gravitatsioonikonstandi võtsime tabelist. Maa ja Kuu on mõlemad sfäärilise massijaotusega, mistõttu nendevahelise gravitatsioonijõu leidmiseks saab kasutada Newtoni gravitatsiooniseadust tavalisel kujul Mm F =G , r2 ainult kauguseks tuleb võtta Maa ja Kuu keskpunktide vaheline kaugus. Kõik andmed on meil olemas, tuleb ainult arvutada tulemus 6,67 10 -11 5,96 10 24 7,35 10 22 F =( ) N = 2·1020 N . (3,84 108 ) 2
Muutub vaid kraadi väärtus (suurus), st. et vesi keeks kas 37,3 K juures või 3730 K juures. Kas selle konstandi muutus oleks siis ohutu? Mitte päris, sest Boltzmanni konstant on pöördvõrdeline Avogadro arvuga kNA = R (gaaside universaalne konstant). Kui suureneks Boltzmanni konstant, siis väheneks Avogadro arv. Mida see tähendaks? Väheneks ainete tihedus, mis viiks samale tulemusele kui 12 gravitatsioonikonstandi vähenemine. Ja vastupidi, kui N A suureneks, siis juhtuks seesama, mis gravitatsiooni konstandi suurenemisel. Mis juhtuks, kui muutuks valguse kiirus c ? See muudaks näiteks ainete murdumisnäitajaid. Me ei näeks enam midagi, pilt oleks “fookusest väljas”. Ei töötaks ükski optiline seade (ka difraktsioonil või interferentsil põhinevad seadmed, sest muutuks valguse lainepikkus). Muutuksid ka ainete läbipaistvused, kuna neeldumiskoefitsient on seotus murdumisnäitajaga. Need
Aga tegelikult ei juhtuks sellest veel midagi, sest ega see muutus ei tekita ega kaota soojusenergiat. Muutub vaid kraadi väärtus (suurus), st. et vesi keeks kas 37,3 K juures või 3730 K juures. Kas selle konstandi muutus on siis ohutu? Mitte päris, sest Boltzmanni konstant on pöördvõrdeline Avogadro arvuga. Kui suureneb Boltzmanni konstant, siis väheneb Avogadro arv. Mida see tähendab? Väheneb ainete tihedus, mis viib samale tulemusele kui gravitatsioonikonstandi vähenemine. Ja vastupidi, kui NA suureneb, siis juhtub seesama, mis gravitatsiooni konstandi suurenemisel. 6 2. Suvine loodus 2.1. Ilm · Miks on suvel soe , aga talvel külm? Vihjed: Maa telg on pöörlemistasandi suhtes kaldu, lumi on hea soojuskiirguse peegeldaja, päevapikkused on erinevad. · Kui läänest läheneb madalrõhkkond, siis tuul võib puhuda idast. Miks? Vihje: õhk
annaabi.ee 
