Презентация "Определение массы Земли с помощью нитяного маятника" 11 класс


Подписи к слайдам:
Определение массы Земли с помощью нитяного маятника

«Определение массы Земли с помощью нитяного маятника»

Презентация для уч-ся 11 класса

учителя физики

МКОУ «СОШ №6» г. Благодарный

Симонова Артура Михайловича

А можно ли определить массу Земли при помощи весов?

Закон всемирного тяготения открыл, как известно, знаменитый английский учёный Исаак Ньютон. Говорят, это случилось, когда ему на голову упало с ветки созревшее яблоко. О другом его научном подвиге известно меньше. А ведь Ньютон был одним из тех, кто… взвесил Землю! Как это удалось?

К тому времени учёные уже знали, что Земля – шар. Вычислили его диаметр и даже подсчитали объём – 1021м3. Оставалось лишь умножить полученный объём на вес одного кубического метра или даже сантиметра Земли, и задача решена. Но какова точность? Увы, очень невелика. Ведь планета Земля состоит из разных пород, плотность которых, а значит, и вес, и на поверхности, и в глубине, весьма разновелики.

К тому времени учёные уже знали, что Земля – шар. Вычислили его диаметр и даже подсчитали объём – 1021м3. Оставалось лишь умножить полученный объём на вес одного кубического метра или даже сантиметра Земли, и задача решена. Но какова точность? Увы, очень невелика. Ведь планета Земля состоит из разных пород, плотность которых, а значит, и вес, и на поверхности, и в глубине, весьма разновелики.

Соотечественники Ньютона – англичане Кавендиш и Бейли решали задачу, пользуясь законом всемирного тяготения. Прежде всего они попытались определить силу, с которой действуют друг на друга на известном расстоянии два тела известной величины и удельного веса. Зная величину этой силы, можно затем определить и силу, с которой Земля притягивает тела, и таким образом найти средний удельный вес планеты.

Соотечественники Ньютона – англичане Кавендиш и Бейли решали задачу, пользуясь законом всемирного тяготения. Прежде всего они попытались определить силу, с которой действуют друг на друга на известном расстоянии два тела известной величины и удельного веса. Зная величину этой силы, можно затем определить и силу, с которой Земля притягивает тела, и таким образом найти средний удельный вес планеты.

Конечно, легче это сказать, чем сделать: в период с 1838 по 1842 год Кавендиш и в основном Бейли провели около 300 опытов для более точного определения плотности. В результате выяснилось: средняя плотность планеты 5670 кг/м3. И таким образом её вес М= 5,67х1021 тонн, или

шесть тысяч миллионов миллионов миллионов тонн.

Современные данные свидетельствуют, что средняя плотность нашей планеты – 5,517 т/м3, а её масса – 5,967х1021 тонн. Так что Бейли ошибся не так уж на много, а на могильной плите Ньютона с полным на то правом имеется и такое изображение – ангелы взвешивают на весах планету. Только взвесили её не ангелы – люди…

Современные данные свидетельствуют, что средняя плотность нашей планеты – 5,517 т/м3, а её масса – 5,967х1021 тонн. Так что Бейли ошибся не так уж на много, а на могильной плите Ньютона с полным на то правом имеется и такое изображение – ангелы взвешивают на весах планету. Только взвесили её не ангелы – люди…

Однако, был определён не вес Земли, а её масса. Вес Земли равен нулю, так как она находится в свободном падении.

Однако, был определён не вес Земли, а её масса. Вес Земли равен нулю, так как она находится в свободном падении.

Итак!!!

Учитывая, что сила тяжести и гравитационная сила

Учитывая, что сила тяжести и гравитационная сила

имеют одну природу можно записать

Fт=Fгр или g=GMз/R2.

С другой стороны имеем

формулу для

определения периода нитяного маятника

T=

Из последней формулы выражаем ускорение

Из последней формулы выражаем ускорение

свободного падения

g=4π2L/T2.

Обе формулы для ускорения свободного

падения приравниваем

4π2L/T2=GMз/R2

Окончательно формула

  • Окончательно формула
  • примет вид:
  • Mз=4π2LR2/(GТ2)≈5,99*1024кг

Использованные ресурсы:

  • pochemuha.rukak-vzveshivali-zemlyu…kakov-eyo-ves;
  • astrostory.orgstudy-96-1.html;
  • images.yandex.ru;
  • earthkosmos.business-hosts.comtext1017.html