Слайд 1«Определение массы Земли с помощью нитяного маятника»
Презентация для уч-ся 11
класса
учителя физики
МКОУ «СОШ №6» г. Благодарный
Симонова Артура Михайловича
Слайд 2А можно ли определить массу Земли при помощи весов?
Слайд 3Закон 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?
Слайд 4 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.
Слайд 5 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.
Слайд 6Конечно, 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.
Слайд 7 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…
Слайд 8 Однако, был определён не вес Земли, а её
масса. Вес Земли равен нулю, так как она находится в
свободном падении.
Слайд 10Учитывая, 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=
Слайд 11Из последней формулы выражаем ускорение
свободного падения
g=4π2L/T2.
Обе формулы для ускорения
свободного
падения приравниваем
4π2L/T2=GMз/R2
Слайд 12Окончательно формула
примет вид:
Mз=4π2LR2/(GТ2)≈5,99*1024кг
Слайд 14Использованные ресурсы:
pochemuha.ru›kak-vzveshivali-zemlyu…kakov-eyo-ves;
astrostory.org›study-96-1.html;
images.yandex.ru;
earthkosmos.business-hosts.com›text1017.html