Füüsika KT nr 5 Gravitatsioonijõud 1. Gravitatsioonijõud - (kõige üldisem jõud, mis mõjub kõikidele kehadele - universaalne jõud) jõud, millega tõmbuvad kõik kehad sõltumata kujust/materjalist/laengust jne 2. Millest gravitatsioonijõu suurus sõltub? - Massist ja kehadevahelisest kaugusest 3. Gravitatsioonijõu suund on suunatud Maa keskpunkti 4. Gravitatsiooniseadus - kaks keha tõmbuvad jõuga, mis on võrdeline mõlema keha massiga ja pöördvõrdeline kehadevahelise kauguse ruuduga. Raskusjõud 1. Raskusjõud - gravitatsioonijõud, millega Maa v mistahes muu taevakeha tõmbab maapinnalähedasi kehi 2. Millest sõltub raskusjõud? - See sõltub keha massist ja teguri g suurusest. F=m*g 3
tugevus loetakse negatiivseks. 2 . Gravitatsioon . Gravitatsiooniliseks vastastikmõjuks ehk gravitatsiooniks nimetatakse mistahes kehade vastasikuse tõmbumise nähtust. Vastastikmõju on alati vähemalt kahe keha vahel. Jõud on vastassuunalised. Gravitatsioonilist vastastikmõju iseloomustatakse arvuliselt gravitatsioonijõu abil. Gravitatsiooniseaduse avastas Isac Newton. Mida suurem on kehade mass, seda suurem on gravitatsioonijõud. Gravitatsioonijõu suurus sõltub kehadevahelisest kaugusest. Mida suurem on kehade omavaheline kaugus, seda väiksem on gravitatsioonijõud. Maa või mõne teise taevakeha lähedal asuvale kehale mõjuvat gravitatsioonijõudu nimetatakse raskusjõuks. Maapinna ligidal saab raskusjõudu arvutada valemist F= mg, kus F on kehale mõjuv raskusjõud, m on keha mass ja g on tegur, mille väärtus maapinnal on g = 10 N/kg ( ligikaudu ). Maapinnast eemaldumisel g väheneb. Tegur g sõltuvus kõrgusest maapinna kohal :
Resultantjõud. Liikumine mitme jõu mõjul Kehale mõjuva mitme jõu summat nimetatakse resultantjõuks. Resultantjõu leidmiseks samasuunalised jõud liidetakse ja vastassuunalised jõud lahutatakse. Gravitatsioon Gravitatsiooniliseks vastastikmõjuks ehk gravitatsiooniks nimetatakse mistahes kehade vastastikuse tõmbumise nähtust. Gravitatsioonijõu suurus sõltub: 1) kehade massist mida suurem on kehade mass, seda suurem on gravitatsioonijõud 2) kehadevahelisest kaugusest mida lähemal üksteisele on kehad, seda suurem on gravitatsioonijõud. Maapinna ligidal saab raskusjõudu arvutada valemiga: Fr=mg Fr kehale mõjuv raskusjõud (N) m keha mass (kg) g tegur, mille väärtus maapinnal on 9,8 N/kg Raskusjõud. Keha kaal Raskusjõud, mille mõjul langevad kõik vabad kehad maapinnale, mis tingib pendli võnkumise, hoonete püsivuse jne Fg(N) - raskusjõud m(kg) - keha mass g(m/s2) - vaba langemise kiirendus Elastsusjõud
massiga keha kiirus muutub vähem kui väikese massiga keha kiirus. Jõud, millega kaks keha teineteist mõjutavad, on suuruselt võrdsed ja suunalt vastupidised. Raskusjõu arvutamine: F = m * g Gravitatsioonijõud Gravitatsiooniks nimetatakse mistahes kehade vastastikuse tõmbumise nähtust. Gravitatsiooni seaduse avastas Isaac Newton, mida suurem on kehade mass seda suurem on gravitatsioonijõud. Gravitatsioonijõu suurus sõltub kehadevahelisest kaugusest, mida suurem on kehade omavaheline kaugus , seda väiksem on gravitatsioonijõud.Maa või mõne teise taevakeha lähdeal asuvale kehale mõjuvat grafitatsioonijõudu nimetatakse raskusjõuks. Igal esemel Maal ja meie Päikesesüsteemis on külgetõmbejõud. Esemete külgetõmbejõud sõltub nende suurusest. Päike tõmbab enda poole kõiki oma süsteemi planeete, mis seetõttu tiirlevad ümber tema erinevatel orbiitidel
Mitteelastsel põrkel muundub osa või kogu mehaaniline energia teisteks energialiikideks, peamiselt soojuseks. Impulsi muut p = F . t, seega mida lühema aja jooksul impulss muutub, seda suurem jõud peab kehale mõjuma. Sellepärast kasutatakse löökide pehmendamiseks pakse kokkusurutavaid materjale, et pikendada impulsi muutumise aega ja seega vähendada mõjuvat jõudu. Gravitatsioon ja vaba langemine. Gravitatsioonivälja olenevus kehadevahelisest kaugusest. Vaba langemine. Raskusjõud ja kaal. Kaalutus. Esimene kosmiline kiirus. On kindlaks tehtud, et kõik kehad tõmbuvad üksteise poole jõuga, mis on seda suurem, mida suuremad on kehade massid ja mida lähemal nad üksteisele on. On kindlaks tehtud ka gravitatsiooniseadus, mis ütleb, et iga kahe keha vahel mõjub tõmbejõud, mis on võrdeline kehade massidega ja pöördvõrdeline kehadevahelise kauguse ruuduga.
Nii toodi füüsikasse nn Boltzmanni (või kanooniline) jaotusfunktsiooni, mis annab tõenäosuse (e arv 0 ja 1 vahel) leida süsteemis osakesi/molekule, mille energia on Ei: Boltzmanni jaotusf. on väga oluline kõikides füüsikalistes teadustes, sest ta kehtib igasuguste energiate jaoks sõltumata nende päritolust (sh võnkumiste ja pöörlemiste jaoks). Boltzmanni faktor – arvestab aktivatsioonibarjääri Ea ületavate molekulide arvu. Formuleerige sõnades jõu sõltuvus kehadevahelisest kaugusest: Mida lähemal asub laeng tuumale, seda väiksem (negatiivsem) on tema potentsiaalne energia mida suurem kaugus seda suurem jõud(valemist)…Formuleerige sõnades potentsiaalse energia sõltuvus kehadevahelisest kaugusest: Mida lähemal asub laeng tuumale, seda väiksem (negatiivsem) on tema potentsiaalne energia Formuleerige üksteise ümber tiirlevate kehade kineetilise, potentsiaalse ja summaarse energia ja tiirlemisraadiuse vaheline sõltuvus:
Newtoni II seaduse kohaselt on jõu ja massi suhe võrdne kiirendusega. Antud juhul on see kiirendus see, millega ülestõstetud keha hakkab vabakslaskmisel liikuma Maa poole. Seda kiirendust nimetatakse raskuskiirenduseks g. Seega raskuskiirendus näitabki gravitatsioonivälja tugevust. Raskuskiirenduse väärtuse saab välja arvutada: g = Gm. M /mR2 = GM/R2. Kui arvutus läbi teha, saame, et g = 9,81 m/s2. 1 Punktmassiks loeme keha, mille mõõtmed on palju väiksemad kehadevahelisest kaugusest. 3 Välja jõujooned on jooned, millele väljatugevuse vektor on puutujaks. Igat ruumipunkti läbib üks jõujoon, sest ühes punktis on väljal üks kindla suunaga väärtus. Milline on gravitatsioonivälja jõujoonte pilt? Seda ei õnnestu paraku katseliselt deomonstreerida, sest pole võimalik tekitada staatilist gravitatsioonivälja. Seda võib aga ette kujutada