3. При соединении с каким из приведенных на рисунке в предыдущем задании брусков возникнет процесс теплопередачи, при котором внутренняя энергия бруска N 2 будет воз- растать? Почему?
В ньютоновской теории каждое массивное тело порождает силовое поле притяжения к этому телу, которое называется гравитационным полем. Это поле потенциально, и функция гравитационного потенциала для материальной точки с массой {\displaystyle M}определяется формулой:
{\displaystyle \varphi (r)=-G{\frac {M}{r}}}
В общем случае, когда плотность вещества ρ распределена произвольно, φ удовлетворяет уравнению Пуассона:
где r — расстояние между элементом объёма dV и точкой, в которой определяется потенциал φ, С — произвольная постоянная.
Сила притяжения, действующая в гравитационном поле на материальную точку с массой {\displaystyle m}, связана с потенциалом формулой:
{\displaystyle F(r)=-m\nabla \varphi (r)}
Сферически симметричное тело создаёт за своими пределами такое же поле, как материальная точка той же массы, расположенная в центре тела.
Траектория материальной точки в гравитационном поле, создаваемом много большей по массе материальной точкой, подчиняется законам Кеплера. В частности, планеты и кометы в Солнечной системе движутся по эллипсам или гиперболам. Влияние других планет, искажающее эту картину, можно учесть с теории возмущений.
Точность закона всемирного тяготения Ньютона[править | править вики-текст]
Экспериментальная оценка степени точности закона тяготения Ньютона является одним из подтверждений общей теории относительности.[1] Опыты по измерению квадрупольного взаимодействия вращающегося тела и неподвижной антенны показали[2], что приращение {\displaystyle \delta } в выражении для зависимости ньютоновского потенциала {\displaystyle r^{-(1+\delta )}} на расстояниях нескольких метров находится в пределах {\displaystyle (2,1\pm 6,2)*10^{-3}}. Другие опыты также подтвердили отсутствие модификаций в законе всемирного тяготения[3].
Закон всемирного тяготения Ньютона в 2007 г. был проверен и на расстояниях, меньших одного сантиметра (от 55 мкм до 9,53 мм). С учетом погрешностей эксперимента в исследованном диапазоне расстояний отклонений от закона Ньютона не обнаружено[4].
Прецизионные лазерные дальнометрические наблюдения за орбитой Луны[5] подтверждают закон всемирного тяготения на расстоянии от Земли до Луны с точностью {\displaystyle 3\cdot 10^{-11}}.
Связь с геометрией евклидова пространства[править | править вики-текст]
Факт равенства с очень высокой точностью {\displaystyle 10^{-9}} показателя степени расстояния в знаменателе выражения для силы тяготения числу {\displaystyle 2} отражает евклидову природу трёхмерного физического пространства механики Ньютона. В трёхмерном евклидовом пространстве поверхность сферы точно пропорциональна квадрату её радиуса[6]
При горизонтальному польоті зі швидкістю v = 250 м/с снаряд масою m = 8 кг розірвався на дві частини. Велика частина масою m1 = 6 кг отримала швидкість u1 = 400 м/с в напрямку польоту снаряда. Визначити модуль і напрямок швидкості u2 меншої частини снаряда.
Решение на русском языке
задача 10017
Снаряд, що летить зі швидкістю v = 400 м / с, в найвищій точці траєкторії розривається на два уламки. Один уламок з масою, що становить 40% від маси цілого снаряда, летить у протилежному напрямку зі швидкістю u1 = 150 м/с. Знайти швидкість u2 більшого уламка.
Решение на русском языке
задача 10509
Снаряд масою m = 10 кг володів швидкістю v = 300 м / с у верхній точці траєкторії. У цій точці він розірвався на дві частини. Менша масою m1 = 2 кг отримала швидкість u1 = 500 м/с. З якою швидкістю і в якому напрямку полетить більша частина, якщо менша полетіла вперед під кутом α = 60° до площини горизонту?
В ньютоновской теории каждое массивное тело порождает силовое поле притяжения к этому телу, которое называется гравитационным полем. Это поле потенциально, и функция гравитационного потенциала для материальной точки с массой {\displaystyle M}определяется формулой:
{\displaystyle \varphi (r)=-G{\frac {M}{r}}}В общем случае, когда плотность вещества ρ распределена произвольно, φ удовлетворяет уравнению Пуассона:
{\displaystyle \Delta \varphi =-4\pi G\rho (r),}Решение этого уравнения записывается в виде:
{\displaystyle \varphi =-G\int {\frac {\rho (r)dV}{r}}+C,}где r — расстояние между элементом объёма dV и точкой, в которой определяется потенциал φ, С — произвольная постоянная.
Сила притяжения, действующая в гравитационном поле на материальную точку с массой {\displaystyle m}, связана с потенциалом формулой:
{\displaystyle F(r)=-m\nabla \varphi (r)}Сферически симметричное тело создаёт за своими пределами такое же поле, как материальная точка той же массы, расположенная в центре тела.
Траектория материальной точки в гравитационном поле, создаваемом много большей по массе материальной точкой, подчиняется законам Кеплера. В частности, планеты и кометы в Солнечной системе движутся по эллипсам или гиперболам. Влияние других планет, искажающее эту картину, можно учесть с теории возмущений.
Точность закона всемирного тяготения Ньютона[править | править вики-текст]Экспериментальная оценка степени точности закона тяготения Ньютона является одним из подтверждений общей теории относительности.[1] Опыты по измерению квадрупольного взаимодействия вращающегося тела и неподвижной антенны показали[2], что приращение {\displaystyle \delta } в выражении для зависимости ньютоновского потенциала {\displaystyle r^{-(1+\delta )}} на расстояниях нескольких метров находится в пределах {\displaystyle (2,1\pm 6,2)*10^{-3}}. Другие опыты также подтвердили отсутствие модификаций в законе всемирного тяготения[3].
Закон всемирного тяготения Ньютона в 2007 г. был проверен и на расстояниях, меньших одного сантиметра (от 55 мкм до 9,53 мм). С учетом погрешностей эксперимента в исследованном диапазоне расстояний отклонений от закона Ньютона не обнаружено[4].
Прецизионные лазерные дальнометрические наблюдения за орбитой Луны[5] подтверждают закон всемирного тяготения на расстоянии от Земли до Луны с точностью {\displaystyle 3\cdot 10^{-11}}.
Связь с геометрией евклидова пространства[править | править вики-текст]Факт равенства с очень высокой точностью {\displaystyle 10^{-9}} показателя степени расстояния в знаменателе выражения для силы тяготения числу {\displaystyle 2} отражает евклидову природу трёхмерного физического пространства механики Ньютона. В трёхмерном евклидовом пространстве поверхность сферы точно пропорциональна квадрату её радиуса[6]
Объяснение:
задача 10011
При горизонтальному польоті зі швидкістю v = 250 м/с снаряд масою m = 8 кг розірвався на дві частини. Велика частина масою m1 = 6 кг отримала швидкість u1 = 400 м/с в напрямку польоту снаряда. Визначити модуль і напрямок швидкості u2 меншої частини снаряда.
Решение на русском языке
задача 10017
Снаряд, що летить зі швидкістю v = 400 м / с, в найвищій точці траєкторії розривається на два уламки. Один уламок з масою, що становить 40% від маси цілого снаряда, летить у протилежному напрямку зі швидкістю u1 = 150 м/с. Знайти швидкість u2 більшого уламка.
Решение на русском языке
задача 10509
Снаряд масою m = 10 кг володів швидкістю v = 300 м / с у верхній точці траєкторії. У цій точці він розірвався на дві частини. Менша масою m1 = 2 кг отримала швидкість u1 = 500 м/с. З якою швидкістю і в якому напрямку полетить більша частина, якщо менша полетіла вперед під кутом α = 60° до площини горизонту?