Гравитационная постоянная.

Основополагающий вопрос:

• Какое значение имеет опыт Кавендиша с крутильными весами, рассчитавшего экспериментально, значение гравитационной постоянной? Или
• Значение опыта Кавендиша для науки?

• Физический смысл гравитационной постоянной.
• Опыт Кавендиша оживил закон тяготения.
• Роль опыта Кавендиша
• Определение массы Земли.

Физический смысл гравитационной постоянной.

• Выясним физический смысл – G , для этого выразим её через величины, которые входят в закон:

• Если массы тел равны 1кг, расстояние между телами равно 1м, то G = F , где гравитационная постоянная численно равна модулю силы притяжения между двумя материальными точками массой 1кг каждая, когда расстояние между ними равно 1м.

• Её наименование.

Необходимость расчёта гравитационной постоянной.

• При анализе закона всемирного тяготения обращается внимание, что без знания (G), он не может быть применим для количественных расчётов. Чтобы измерить (G), надо независимо определить значения других физических величин, входящих в формулу закона.

• О сложности проведения подобных экспериментов даёт представление тот факт, что «оживить» закон всемирного тяготения удалось лишь спустя более века после его открытия.

Опыт Кавендиша оживил закон тяготения.

• Это сделал в 1798г английский учёный Кавендиш.
• Основная цель опыта Кавендиша состояла в измерении силы, с которой сферические тела притягивались друг к другу.
• Кавендиш воспользовался крутильными весами – очень чувствительным прибором, который изобрёл его соотечественник Ф. Митчелл.

КАВЕНДИШ Генри (1731-1810), английский физик и химик. Определил состав воздуха (1781) и химический состав воды (1784). С помощью изобретенных им крутильных весов подтвердил закон всемирного тяготения. Определил массу Земли (1798).

Опыт Кавендиша

Роль опыта Кавендиша

• Закон всемирного тяготения получил экспериментальное доказательство
• Закон всемирного тяготения стал применим для количественных расчётов.
• Теперь можно было рассчитать массы и плотности различных небесных тел, в том числе и Земли, траектории искусственных спутников Земли.
• Определить время и место солнечных и лунных затмений.
• Открыть новые планеты и звёзды.
• Предугадать новые физические закономерности.

Определение массы Земли.

• Допустим, что с Землёй взаимодействует тело массой 1кг, находящееся у её поверхности. Тогда силу притяжения тела к Земле можно найти двумя способами - по формулам:

• Приравняв правые части этих равенств, получим:

• Известно, что g=9,81 м/с 2 , G =6,67*10 -11 нм 2 /кг 2 , R =6370000м, подставив их значения, получим массу Земли:

Цитата Фейнмана.

… Весы Кавендиша, два притягивающих шара, это маленькая модель солнечной системы. Если увеличить её в 10 миллионов раз – и вот вам галактики, которые притягиваются друг к другу по тому же самому закону. Вышивая свой узор. Природа пользуется лишь самыми длинными нитями и всякий, даже самый маленький образчик его, может открыть нам глаза на строение целого.