Измерение силы тяжести на Земле и планетах Солнечной системы с использованием информационных технологий
проект по физике (7 класс)

МКОУ «Хохольская СОШ»

Выполнила

ученица 7 «А» класса

МКОУ «Хохольская СОШ»

Доброрадных Екатерина

Руководители проекта:

Шувалова И.И. и

Стрельникова Л.В.

2015-2016 г.

Цели исследования

1. Провести расчёты и проверить, как меняется сила тяжести на Земле, при движении тела с полюсов на экватор.
2. Исследовать зависимость силы тяжести, на четырёх планетах солнечной системы: Меркурии, Венере, Земле и Марсе, от их массы и радиуса.

Задачи исследования

1. Проанализировать одинаковая ли сила тяжести на поверхности Земли, и если нет, то от чего она зависит?
2. Рассчитать, чему равна сила тяжести на планетах земной группы. Построить сравнительную диаграмму для ускорения свободного падения и силы тяжести на данных планетах в программе excel.
3. Для расчёта силы тяжести на планетах, составить программу на Паскале.
4. Такие же расчёты провести в программе excel, и построить сравнительные диаграммы для силы тяжести, и ускорения свободного падения.
5. Для наглядности использовать графический редактор Flash, в котором создать анимационные ролики для планет земной группы.

Первый проблемный вопрос

1. Пока мы еще не покинули Землю, проделаем такой опыт: мысленно опустимся на один из земных полюсов, а затем представим себе, что мы перенеслись на экватор. Интересно, изменился ли наш вес?

Известно, что вес любого тела определяется силой притяжения (силой тяжести).

• Благодаря притяжению к Земле течет вода в реках.
• Человек, подпрыгнув, опускается на Землю, потому что Земля притягивает его.
• Земля притягивает к себе все тела: Луну, воду морей и океанов, дома, спутники и т. п.
• Благодаря силе тяжести облик нашей планеты непрерывно меняется.
• Сходят с гор лавины, движутся ледники, обрушиваются камнепады, выпадают дожди, текут реки с холмов на равнины, образуются водопады и т. д.
• Растения также «чувствуют» действие и направление силы тяжести, из-за чего главный корень всегда растет вниз, к центру земли, а стебель вверх.
• Земля и все остальные планеты, движущиеся вокруг Солнца, притягиваются к нему и друг к другу.
• Не только Земля притягивает к себе тела, но и эти тела притягивают к себе Землю.
• Притягивают друг друга и все тела на Земле.
• Например, притяжение со стороны Луны вызывает на Земле приливы и отливы воды, огромные массы которой поднимаются в океанах и морях дважды в сутки на высоту нескольких метров.

Поэтому ВЗАИМНОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ ВСЕХ ТЕЛ ВСЕЛЕННОЙ НАЗЫВАЕТСЯ ВСЕМИРНЫМ ТЯГОТЕНИЕМ.

Как определить силу тяжести? От чего зависит ее значение?

Из курса физики 7 класса мы знаем, что силой тяжести называется сила, с которой Земля притягивает различные тела.

• Из формулы видно, что значение силы тяжести увеличивается с увеличением массы тела.
• И от величины ускорения свободного падения - g.

Значит, делаем вывод: для тела неизменной массы значение силы тяжести меняется с изменение ускорения свободного падения.

Проделаем такой опыт:

• мысленно опустимся на один из земных полюсов,
• а затем представим себе, что мы перенеслись на экватор.

Интересно, изменился ли наш вес?

Вес любого тела определяется силой притяжения (силой тяжести). Она прямо пропорциональна массе планеты и обратно пропорциональна квадрату ее радиуса.

Следовательно, если бы наша Земля была строго шарообразна, то вес каждого предмета при перемещении по ее поверхности оставался бы неизменным, но это не так.

Выходит, что сила земного притяжения действует на экваторе как бы издалека.

Вот почему вес одного и того же тела в разных местах Земли неодинаков. 

Расчёт ускорения свободного падения на полюсе и экваторе

Расчёт силы тяжести на полюсе и экваторе

Тяжелее всего предметы должны быть на земных полюсах и легче всего - на экваторе. Обнаружить это изменение веса можно только с помощью пружинных весов. Рассчитаем силу тяжести

На полюсе:  Fтяж=mтела *gпол   = 50* 9,85= 492,5н          

На экваторе:  Fтяж=mтела *gэкв = 50 * 9,789 = 489,45н                

Итак, вес взрослого человека, прибывшего с полярных широт на экватор, уменьшится примерно  на 5Н, а масса тела - на 0,5 кг

Расчёт силы тяжести в разных точках Земли с использованием электронных таблиц:

Расчёты

Второй проблемный вопрос.

• Представим себе, что мы отправляемся в путешествие по Солнечной системе.
• Какова сила тяжести на других планетах?
• А как будет изменяться вес человека, путешествующего по планетам Солнечной системы? 

Какие планеты образуют Солнечную систему? Чем они отличаются от планет-гигантов?

• Планеты издавна делились учеными на две группы. Первая – это планеты земного типа: Меркурий, Венера, Земля, Марс.
• Для них характерны относительно небольшие размеры, малое количество спутников и твердое состояние.
• Оставшиеся – Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун – планеты-гиганты, состоящие из газообразного водорода и гелия.
• Все они движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, отклоняясь от заданной траектории, если рядом проходит планета-сосед.
• Совершим посадку на планеты земной группы.

Расчёт силы тяжести на планетах земной группы

Рассчитать, чему равна сила тяжести на планетах земной группы, используя программу АВС Паскаль?

• Меркурий – первая планета от Солнца
• Венера – вторая планета от Солнца
• Земля - третья планета от Солнца
• Марс – четвёртая планета от Солнца

//Расчёт силы тяжести

programsilatyjecti;

usescrt;

constr1=2439700; r2=6051800; r3=6378100; r4=3397000;

      m1=0.33; m2=4.87; m3=6; m4=0.64;

varf1, f2,f3,f4, Mmer, Mv,Mz,Mmar:real;

     j1,j2,j3,j4,G,rez1,rez2,m:real;

Begin

rez1:=power(10,-11);

 rez2:=power(10,24);

 G:= 6.67*rez1;

Mmer:=m1*rez2;Mv:=m2*rez2; Mz:=m3*rez2; Mmar:=m4*rez2;

writeln ('Расчёт ускорения свободного падения ');

j1:=G*Mmer/power(r1,2);

 j2:=G*Mv/power(r2,2);

 j3:=G*Mz/power(r3,2);

 j4:=G*Mmar/power(r4,2);

writeln ('g наМеркурии g =',round(j1));

writeln ('g на Венере g =',round(j2));

writeln ('g НаЗемле g =',round(j3));

writeln ('g НаМарсе g =',round(j4));

writeln;writeln;

writeln ('Расчёт силы тяжести ');

write('введи массу тела m='); read(m);  

F1:=m*j1;F2:=m*j2; F3:=m*j3; F4:=m*j4;

writeln ('На Меркурии Fтяж =',round(f1));

writeln ('На Венере Fтяж =',round(f2));

writeln ('На Земле Fтяж =',round(f3));

writeln ('НаМарсе Fтяж =',round(f4));

readkey;

end.

Рассчитать, чему равна сила тяжести на планетах земной группы и используем для этого электронные таблицы.

Сравнительные характеристики планет земной группы

Выводы.

- Сила тяжести прямо пропорциональна массе тела.

- Земной шар немного сплюснут у полюсов, поэтому тела, находящиеся около полюсов, расположены немного ближе к центру Земли. В связи с этим сила тяжести на полюсах немного больше, чем на экваторе или на других широтах.

-Вокруг  Солнца движутся 8 больших планет. Планеты притягивают к себе тела с силой тяжести. Чем  меньше масса планеты, тем с меньшей силой она притягивает к себе тела.

- Изучение космического пространства важно для понимания процессов, происходящих на Земле: возникновение магнитных бурь, туманов, смогов, изменение климата и др.

- Изучая  и сравнивая характеристики  Земли и других планет, можно найти у них общие физические свойства. Это даёт возможность судить о происхождении и формировании Солнечной  системы.