Gravitační pole

Anonym Vekedux17.04.2015 19:00 Nahlásit
Potřeboval bych vyřešit tyto úlohy, u příkladů potřebuji i vzoreček a postup, moc děkuji.

1)Uveďte příklady působení gravitační síly Země
2) Gravitační síly mezi tělesy jsou vzájemné. Proč tedy volné těleso padá k Zemi,ale Země se směrem k tělesu nepohybuje.
3) Proč nepozorujeme vzájemné gravitační síly mezi tělesy, které nás obklopují.
4) Dva hmotné body se přitahují ze vzdálenosti r silou 12 N. Jak velikou silou se přitahují ze vzdálenosti 2r,r/2,r/3
5) Jak velikou silou se navzájem přitahují Země a Slunce? Hmotnost země je 6*10 na 24 kg, hmotnost Slunce je 2*10 na 30 kg, jejich vzdálenost je přibližně 150 miliónů km
6) Které síly působí na každé těleso na povrchu Země
7) Na kterém místě zemského povrchu je gravitační a tíhové zrychlení stejně velké
8) Jak velká tíhová síla působí na těleso o hmotnosti 10 kg a) na rovníku
b) na zeměpisném pólu
9) Volně zavěšená olovnice směřuje do geometrického středu Země jen na určitých místech zemského povrchu. Která jsou to místa? Jak je tomu na jiných místech?
10) Proč odlišujeme veličiny tíhová síla a tíha tělesa
11) Uveďte příklady těles, která jsou v beztížném stavu
12) V některých situacích může dojít k přetížení tělesa, kdy se tíha tělesa zvětšuje. Uveďte příklady
13) Pružinové váhy byly ocejchovány na rovníku. Jak by se údaje těchto vah lišily na zeměpisném pólu? Jak by se údaje lišily přivážení na rovnoramenných vahách
14) Těleso je vrženo svisle vzhůru počáteční rychlostí v0=30m/s. Určete
a)velikost okamžité rychlosti za dobu 1,2,3 s od okamžiku vrhu
b)výšku tělesa nad místem vrhu za dobu 1s, 2s,3s
15) Jakou rychlostí musíme vyhodit míč svisle vzhůru, aby vystoupil do výšky 5m? Za jakou dobu se vrátí zpět
16) Z vyhlídky ve výšce 20m vystřelil myslivec vodorovným směrem. Počáteční rychlost střely byla 250 m*s na -1. Jak daleko dopadla střela na vodorovnou rovinu
17) Jak je třeba sklonit ústí hadice , aby z ní voda stříkala co nejdále
18) Jak velkou rychlostí byl vykopnut z povrchu hřiště míč pod úhlem 15°, jestliže dopadl do vzdálenosti 20 m
19) Určete velikost kruhové rychlosti družice, která se pohybuje ve výšce Rz nad povrchem Země. Hmotnost Země Mz=5,98*10 na 24 kg
20) Jak by se změnila velikost kruhové rychlosti družice, kdyby se její hmotnost zdvojnásobila. Odpověď zdůvodněte
21) Jak velká je rychlost Měsíce při pohybu kolem Země, předpokládáme-li jeho pohyb po kružnici o poloměru 384 000 km? Hmotnost Země je 5,98*10 na 24 kg
22) Jak by se změnila úniková rychlost z povrchu Země, kdyby se rozměry Země zmenšily pří stejné hmotnosti na polovinu? Odpověď zdůvodněte
23) Vysvětlete pohyb planety z hlediska zákona zachování mechanické energie
24) Určete střední vzdálenost planety Uran od Slunce, je-li její oběžná doba 84 let
25) Určete hmotnost Slunce, víte-li že oběžná doba Země je 1 rok a střední vzdálenost Země od Slunce 150*10 na 6 km.

Odpovědi

Přidat odpověď ▾

Diskuze

Cenobita.17.04.2015 19:51 (Upr. 17.04.2015 22:05) Nahlásit
25) Určete hmotnost Slunce, víte-li že oběžná doba Země je 1 rok a střední vzdálenost Země od Slunce 150*10 na 6 km.

Návod: porovnává se dostředivá/odstředivá síla a gravitační síla Slunce na poloměru R=1AU

v²/R=g(R)

(2π*R/T)²/R=g(R)

(2π*R/T)²/R = k*M/(R*R)

R³/T² = k*M/(2π)² {{{Třetí Keplerův zákon}}}

R³/T² * (2π)²/k = M

k=6,67 · 10−11 N·m2·kg−2
R=150*10^6 km = 150*10^9 m
T=1 rok = 365,25 dní = 365,25*24*3600 sec

(150e9)³/(365,25*24*3600)² * (2π)²/(6,67e−11)=M

150e9*150e9*150e9/(365,25*24*3600)/(365,25*24*3600)*(2*P)*(2*P)/(6,67e−11)=M

M=2005855971856513995064443820087,5 kg

M=2e30 kg

M=2*10^30 kg
============

http://cs.wikipedia.org/wiki/Slunce
Cenobita.17.04.2015 20:00 (Upr. 17.04.2015 22:04) Nahlásit
24) Určete střední vzdálenost planety Uran od Slunce, je-li její oběžná doba 84 let

R³/T² = k*M/(2π)² {{{Třetí Keplerův zákon}}}

R³/T² = konst.

Pro Zemi platí:

RZ=1AU
TZ=1rok

Pro Uran platí:

RU=?
TU=84 roků

R³/T² = konst.

RZ³/TZ² = RU³/TU²

RZ³/TZ² * TU² = RU³
1³/1² * 84² = RU³
84² = RU³
(84²)^(1/3) = RU

RU=19,180187896644357386853419702112 AU
=======================================

http://cs.wikipedia.org/wiki/Uran_(planeta)
Cenobita.17.04.2015 20:21 (Upr. 17.04.2015 20:26) Nahlásit
22) Jak by se změnila úniková rychlost z povrchu Země, kdyby se rozměry Země zmenšily pří stejné hmotnosti na polovinu? Odpověď zdůvodněte

v²/R=g(R)

g=9,81 m/s2

v²=g(R) * R

R=6378 km = 6378000 m

v²=9,81 * 6378000
v=7910,005056888396199731250348287 m/s
v=7,910005056888396199731250348287 km/s {{{úniková rychlost}}}
---------------------------------------

Při polovičních rozměrech Země bude úniková rychlost:

v'=?

R=6378 km = 6378000 m

R'=1/2*R

g(R)= k*M/(R*R)

g(R)*(R*R)= k*M

g(R')= g(R)*(R*R)/(R'*R')

(v')²=g(R') * R
(v')²=g(R)*(R*R)/(R'*R') * R
(v')²=9,81*(R*R)/(1/2*R*1/2*R) * R
(v')²=9,81*4*6378000
v'=15820,010113776792399462500696574 m/s

v'=15,820010113776792399462500696574 km/s
=====

Zdůvodnění, gravitační zrychlení při poloměru R'=1/2*R bude 4x větší a při větší gravitaci musí být úniková rychlost větší, avšak poloměr se zmenšil, což má také vliv

také platí:

(v')²=g(R)*(R*R)/(R'*R') * R

(v')²=(v)²*(R*R)/(R'*R')

(v')²=(v)²*(R*R)/(1/2*R*1/2*R)

(v')²=(v)²*4

v'=v*2 {{{rychlost vzroste 2x pokud se rozměry při zachování hmotnosti zmenší na 1/2}}}
=======
Cenobita.17.04.2015 21:31 (Upr. 17.04.2015 22:03) Nahlásit
21) Jak velká je rychlost Měsíce při pohybu kolem Země, předpokládáme-li jeho pohyb po kružnici o poloměru 384 000 km? Hmotnost Země je 5,98*10 na 24 kg

v²/R=g(R)

g(R)= k*M/(R*R)

v²/R=k*M/(R*R)

v²=k*M/R

k=6,67·10−11 N·m2·kg−2
R=384 000 km = 384 000 000 m
M=5,98*10^24 kg

v²=k*M/R
v²=6,67e-11*5,98e24/384000000=
v=1019,1729694544820818634332833899 m/s

v=1,0191729694544820818634332833899 km/s
=====

http://cs.wikipedia.org/wiki/M%C4%9Bs%C3%ADc
Cenobita.18.04.2015 00:28 Nahlásit
20) Jak by se změnila velikost kruhové rychlosti družice, kdyby se její hmotnost zdvojnásobila. Odpověď zdůvodněte

Nezměnila by se, kruhová rychlost je závislá pouze na gravitaci (intenzitě gravitačního pole) a poloměru oběžné dráhy/rotace.
Cenobita.18.04.2015 09:18 (Upr. 18.04.2015 09:19) Nahlásit
19) Určete velikost kruhové rychlosti družice, která se pohybuje ve výšce Rz nad povrchem Země. Hmotnost Země Mz=5,98*10 na 24 kg

v²/R=g(R)

g(R)= k*M/(R*R)

v²/R=k*M/(R*R)

v²=k*M/R

k=6,67·10−11 N·m2·kg−2
R=384 000 km = 384 000 000 m
M=5,98*10^24 kg

v²=6,67e−11*5,98e24/384000000
v=1019,1729694544820818634332833899 m/s

v=1,0191729694544820818634332833899 km/s
========================================

Pokud zvolíme vzdálenost R pro Měsíc, je ověřeno že výpočet odpovídá průměrné oběžné rychlosti Měsíce (družice/sputniku/souputníku).

http://cs.wikipedia.org/wiki/M%C4%9Bs%C3%ADc
Přidat komentář do diskuze ▾