Гравитация что это простыми словами для детей
Гравитация, или На чём держится мир
Гравитация — это сила, которая действует на каждого обитателя Земли, впрочем, как и на саму Землю. Утрируя, можно сказать, текущий вид Вселенной существует благодаря силе притяжения. А значит пора разобраться, что такое гравитация простыми словами.
Определение гравитации
Слово «гравитация» происходит от латинского gravitas — вес.
Гравитация — сила, с помощью которой планета или другое тело притягивает объекты к своему центру. Именно благодаря ей мы не улетаем в космос, всегда притягиваясь к Земле. Так и планеты Солнечной системы всегда испытывают притяжение звезды и остаются на своих местах.
Как работает гравитация
Сила притяжения зависит от массы объектов и расстояния межу ними. Все, что имеет массу, имеет и гравитацию. Объекты с большей массой имеют большую гравитацию. Она ослабевает с расстоянием, и чем ближе объекты друг к другу, тем сильнее их тяготение.
Исаак Ньютон был первым, кто математически описал гравитацию и то, что она одинаково действует на все объекты во Вселенной: от падающего яблока до планет, которые движутся вокруг звезды. Так и появился закон всемирного тяготения, которого придерживались веками.
Сила притяжения F между двумя материальными точками с массами 
и , разделёнными расстоянием , действует вдоль соединяющей их прямой, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния.
Здесь — гравитационная постоянная, равная 6,67408(31)·10 −11 м³/(кг·с²).
Кстати, падение яблока на голову Ньютона — это миф. Он действительно любил отдыхать под яблоней, и наблюдения за падающими яблоками натолкнуло его на мысль о всемирном тяготении. Но по голове Ньютона ничего не било.
Теория Ньютона объясняла гравитацию как некую силу. Но в последствии появилась теория Эйнштейна, в основе которой подход геометрический. Если простыми словами: крупные объекты искривляют пространство-время вокруг себя, а в это «искривление» попадают другие объекты.
Этот принцип хорошо показан в этом ролике:
Теория Энштейна — является действующей на сегодня.
Насколько важна гравитация?
Очень важна! Гравитация — это одна из сил фундаментальных взаимодействий, которым подчиняется всё, что есть во Вселенной. Вот эти взаимодействия:
Именно благодаря им мир такой, каким мы его знаем. Гравитация в этом списке является самым крупномасштабным, но одновременно и самым слабым взаимодействием, остальные — определяют взаимодействия на уровне частиц.
Как гравитация повлияла на Вселенную
Именно сила притяжение создает звезды и планеты, собирая вместе материал, из которого они сделаны. Гравитация — это то, что удерживает планеты на орбите вокруг Солнца и то, что удерживает Луну на орбите вокруг Земли.
Роль гравитации для землян
Те условия, в которых мы живём, были бы невозможны без неё. Она удерживает нашу планету на одинаковом расстоянии от Солнца, не позволяет атмосфере покинуть пределы Земли, как и всему, что находится на её поверхности. Гравитационное притяжение Луны притягивает к себе моря, вызывая приливы океана.
Луна и приливы на Земле
Гравитация очень важна для нас. Мы не могли бы жить на Земле без неё. Тяготение Солнца удерживает Землю на орбите вокруг него на постоянном комфортном для жизни расстоянии. Сила притяжения удерживает нашу атмосферу и воздух, которым мы дышим.
Гравитация — это то, что скрепляет наш мир.
Однако гравитация не везде одинакова на Земле. Она немного сильнее в местах с большей массой под землей, чем в местах с меньшей массой.
Есть ли гравитация у человека?
У каждого материального объекта есть своя сила притяжения, и человек не является исключением.
О выходе новых статей рассказываем в соцсетях
Что такое всемирное тяготение?
Земля притягивает к себе и Луну, которая иначе давно улетела бы прочь.
Зависимость силы тяготения от расстояния проявляется в том, что чем дальше предметы друг от друга, тем слабее они притягиваются друг к другу.
Ньютон рассказывал, что к открытию закона всемирного тяготения его подтолкнуло наблюдение яблока, которое упало с ветки, когда он гулял по саду. А в это самое время он работал над законами движения, и уже знал, что яблоко упало под воздействием притяжения Земли. Знал он и о том, что Луна не просто висит в небе, а вращается по орбите вокруг Земли, а значит, на нее воздействует какая-то сила, которая удерживает ее от того, чтобы она сорвалась с орбиты и улетела в открытый космос. Тут ему и пришло в голову, что, возможно, это одна и та же сила заставляет и яблоко падать на землю, и Луну оставаться на околоземной орбите.
Значение этого открытия для человечества огромно. С помощью этого закона астрономы с большой точностью определяют положение небесных тел на небосводе на многие десятки лет вперед и вычисляются их траектории. Закон всемирного тяготения применяется в расчетах движения искусственных спутников Земли и межпланетных автоматических аппаратов. При помощи закона всемирного тяготения можно вычислить массу планет и их спутников. Закон всемирного тяготения объясняет такие явления, как приливы и отливы.
Но самым ярким примером роли этого закона для науки является история открытия планеты Нептун. В 1781 г. английский астроном Вильям Гершель открыл планету Уран. Была вычислена ее орбита и составлена таблица положений этой планеты на много лет вперед. Однако проверка этой таблицы показала, что Уран движется не совсем так, как было рассчитано. Ученые предположили, что отклонение в движении Урана вызвано притяжением неизвестной планеты, находящейся от Солнца еще дальше, чем Уран. Зная отклонения от расчитанной траектории, англичанин Адамс и француз Леверрье, пользуясь законом всемирного тяготения, вычислили положение этой планеты на небе. Адамс раньше закончил вычисления, но наблюдатели, которым он сообщил свои результаты, не торопились с проверкой. А тем временем Леверрье, закончив вычисления, указал немецкому астроному Галле место, где надо искать неизвестную планету. В первый же вечер, 28 сентября 1846 г., Галле, направив телескоп на указанное место, обнаружил новую планету! Ее назвали Нептуном. Это была первая планета, которую открыли не в ходе наблюдений за небом, а в результате математических вычислений (как говорят, «на кончике пера»). Таким же образом в 1930 году был открыт Плутон.
Что такое гравитация для чайников: определение и теория простыми словами
Сразу скажем, что вы не найдете здесь однозначно верного ответа на вопрос «Что такое гравитация». Потому что его просто нет! Гравитация – одно из самых таинственных явлений, над которым ученые ломают голову и до сих пор полностью не могут объяснить его природу.
Есть множество гипотез и мнений. Насчитывается более десятка теорий гравитации, альтернативных и классических. Мы рассмотрим самые интересные, актуальные и современные.
Хотите больше полезной информации и свежих новостей каждый день? Присоединяйтесь к нам в телеграм.
Гравитация – физическое фундаментальное взаимодействие
Всего в физике 4 фундаментальных взаимодействия. Благодаря им мир является именно таким, какой он есть. Гравитация – одно из этих взаимодействий.
На текущий момент действующей теорией, описывающей гравитацию, является ОТО (общая теория относительности). Она была предложена Альбертом Эйнштейном в 1915-1916 годах.
Однако мы знаем, что об истине в последней инстанции говорить рано. Ведь несколько веков до появления ОТО в физике для описания гравитации главенствовала Ньютоновская теория, которая была существенно расширена.
В рамках ОТО на данный момент нельзя объяснить и описать все вопросы, связанные с гравитацией.
До Ньютона было широко распространено мнение, что гравитация на земле и небесная гравитация – разные вещи. Считалось, что планеты движутся по своим, отличным от земных, идеальным законам.
Закон всемирного тяготения
Ньютон открыл закон всемирного тяготения в 1667 году. Конечно, этот закон существовал еще при динозаврах и намного раньше.
Античные философы задумывались над существованием силы тяготения. Галилей экспериментально рассчитал ускорение свободного падения на Земле, открыв, что оно одинаково для тел любой массы. Кеплер изучал законы движения небесных тел.
Ньютону удалось сформулировать и обобщить результаты наблюдений. Вот что у него получилось:
Два тела притягиваются друг к другу с силой, называемой гравитационной силой или силой тяготения.
Формула силы притяжения между телами:
G – гравитационная постоянная, m – массы тел, r – расстояние между центрами масс тел.
Каков физический смысл гравитационной постоянной? Она равна силе, с которой действуют друг на друга тела с массами в 1 килограмм каждое, находясь на расстоянии в 1 метр друг от друга.
Закон всемирного тяготения
Формула Ньютона применима как для расчету силы притяжения планет к солнцу, так и для маленьких объектов. Мы просто не замечаем, с какой силой притягиваются, скажем, шары на бильярдном столе. Тем не менее эта сила есть и ее можно рассчитать.
Сила притяжения действует между любыми телами во Вселенной. Ее действие распространяется на любые расстояния.
Закон всемирного тяготения Ньютона не объясняет природы силы притяжения, но устанавливает количественные закономерности. Теория Ньютона не противоречит ОТО. Ее вполне достаточно для решения практических задач в масштабах Земли и для расчета движения небесных тел.
Гравитация в ОТО
Несмотря на то, что теория Ньютона вполне применима на практике, она имеет ряд недостатков. Закон всемирного тяготения является математическим описанием, но не дает представления о фундаментальной физической природе вещей.
Согласно Ньютону, сила притяжения действует на любых расстояниях. Причем действует мгновенно. Учитывая, что самая большая скорость в мире – скорость света, выходит несоответствие. Как гравитация может мгновенно действовать на любые расстояниях, когда для их преодоления свету нужно не мгновение, а несколько секунд или даже лет?
В рамках ОТО гравитация рассматривается не как сила, которая действует на тела, но как искривление пространства и времени под действием массы. Таким образом гравитация – не силовое взаимодействие.
Чем массивнее объект, тем сильнее он искривляет пространство
Каково действие гравитации? Попробуем описать его с использованием аналогии.
Представим пространство в виде упругого листа. Если положить на него легкий теннисный мячик, поверхность останется ровной. Но если рядом с мячиком положить тяжелую гирю, она продавит на поверхности ямку, и мячик начнет скатываться к большой и тяжелой гире. Это и есть «гравитация».
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Открытие гравитационных волн
Гравитационные волны были предсказаны Альбертом Эйнштейном еще в 1916 году, но открыли их только через сто лет, в 2015.
Что такое гравитационные волны? Снова проведем аналогию. Если бросить камень в спокойную воду, от места его падения по поверхности воды пойдут круги. Гравитационные волны – такая же рябь, возмущение. Только не на воде, а в мировом пространстве-времени.
Вместо воды – пространство-время, а вместо камня, скажем, черная дыра. Любое ускоренное передвижение массы порождает гравитационную волну. Если тела находятся в состоянии свободного падения, при прохождении гравитационной волны расстояние между ними изменится.
Моделирование гравитационных волн от слияния двух черных дыр
Так как гравитация – очень слабое взаимодействие, обнаружение гравитационных волн было связано с большими техническими трудностями. Современные технологии позволили обнаружить всплеск гравитационных волн только от сверхмассивных источников.
Для регистрации гравитационных волн был построен детектор диаметром 4 километра. При прохождении волны регистрировались колебания зеркал на подвесах в вакууме и интерференция света, отраженного от них.
Гравитационные волны подтвердили справедливость ОТО.
Гравитация и элементарные частицы
В стандартной модели за каждое взаимодействие отвечают определенные элементарные частицы. Можно сказать, что частицы являются переносчиками взаимодействий.
За гравитацию отвечает гравитон – гипотетическая безмассовая частица, обладающая энергией. Кстати, в нашем отдельном материале читайте подробнее о наделавшем много шума бозоне Хиггса и других элементарных частицах.
Напоследок приведем несколько любопытных фактов о гравитации.
10 фактов о гравитации
Теперь вы знаете определение гравитации и можете сказать, по какой формуле рассчитывается сила притяжения. Если гранит науки придавливает вас к земле сильнее, чем гравитация, обращайтесь в наш студенческий сервис. Мы поможем учиться легко при самых больших нагрузках!
Что такое гравитация? Объясняем простыми словами
Гравитация – это сила, которая притягивает два тела друг к другу, сила, которая заставляет яблоки падать на землю и планеты вращаться вокруг Солнца. Чем массивнее объект, тем сильнее его гравитационное притяжение.
Фундаментальная сила
Гравитация, является одной из четырех фундаментальных сил, наряду с электромагнитными, сильными и слабыми силами взаимодействия.
Когда вы взвешиваете себя, шкала говорит вам, сколько гравитации действует на ваше тело. Формула для определения веса: вес равен массе, умноженной тяжести. На Земле гравитация равна постоянной 9,8 метра в секунду в квадрате.
Исторически такие философы, как Аристотель, считали, что более тяжелые объекты ускоряются к земле быстрее. Но более поздние эксперименты показали, что это не так. Причина, по которой перо будет падать медленнее, чем шар для боулинга, – это сопротивление воздуха, которое действует в противоположном направлении, как ускорение под действием силы тяжести.
Закон всемирного тяготения Ньютона гласит, что сила тяжести прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Он разработал свою теорию всемирного тяготения в 1680-х годах. Обнаружив, что гравитация действует на всю материю и является функцией массы и расстояния.
Каждый предмет притягивает любой другой объект с силой, пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Уравнение часто выражается как:
Уравнение Ньютона работают очень хорошо, чтобы предсказать, как ведут себя объекты, такие как планеты в Солнечной системе.
Теория относительности
Ньютон опубликовал свою работу по гравитации в 1687 году, которая была лучшим объяснением, пока Эйнштейн не придумал свою теорию общей относительности в 1915 году. В теории Эйнштейна гравитация – это не сила, а следствие того, что материя искривляет пространство-время. Одним из предсказаний общей теории относительности является то, что свет будет изгибаться вокруг массивных объектов.
Конспект НОД по познавательному развитию Тема: «Детям о Гравитации»
Анастасия Смородина
Конспект НОД по познавательному развитию Тема: «Детям о Гравитации»
Продолжительность – одно занятие.
Интеграция образовательных областей: «Социализация», «Познание», «Коммуникация».
Задачи:
— Активизировать словарь детей на основе углубления знаний о ближайшем окружении. Поддерживать навыки свободного общения со взрослыми и детьми.
— Совершенствовать умение участвовать в беседе, давать полный ответ на вопросы и задавать их.
— Развивать любознательность, побуждать отвечать на вопросы познавательного характера полным предложением.
— Воспитывать интерес, уважение к профессии космонавт, желание быть сильным и смелым.
— Воспитывать взаимопомощь, дружеские взаимоотношения, умение работать в команде, согласовывая свои действия с действиями сверстников.
— Развивать и обогащать словарь детей.
Словарная работа: планета, Земля, Луна, гравитация, притяжение, магнит, сопротивление, мощность, космонавты, луноходы, скафандр, кратер, ось Земли.
Предварительная работа: чтение художественной и научной литературы по теме, рассматривание иллюстраций по теме, посещение экскурсий в планетарий.
Оборудование: большой мяч, большое блюдо, фигурки трех слонов и игрушечная черепаха (можно использовать кубики с наклеенным изображением зверей на одной грани, картинка с изображением Земли в представлении черепаха-слоны, фигурка человека, магниты большой и поменьше, доска, стекло, железная скрепка (или другой легкий железный предмет, лист бумаги, пакет, камень (или другой тяжелый предмет, видеоролик про космонавтов на Луне, два надувных шара с ручкой, два обруча, наклейки с изображением Луны (либо звезды). Можно еще подготовить видеоролик о том, как планеты Солнечной системы двигаются вокруг Солнца.
Посредине комнаты стоит шатер, из которого играет загадочная музыка группы Спейс «Глубокая зона», дети проходят и садятся на стульчики.
Воспитатель: А, что это такое (указывает на шатер? (Ответы детей)
Воспитатель раскрывает шатер, а там стоит большой светящийся глобус.
Воспитатель: Смотрите, да тут целая планета! Как она называется? Какой она формы? (Ответы детей).
Воспитатель: представляете, раньше все думали, что она плоская! И даже не просто плоская, а еще к тому же лежит на слонах, которые стоят на черепахе!
На экране появляется изображение черепаха-слоны.
Воспитатель: Давайте с вами представим, что вот это большое блюдо – Земля, которая стоит на слонах и черепахе (поставить по схеме). Представим, что человек пошел по Земле, дошел до края Земли и… УПАЛ!
А теперь наш человек пойдет по круглой Земле (ведем игрушку вокруг глобуса). Он обойдет вокруг Земли и снова вернется домой! Так и есть на самом деле!
Ведь мы знаем, что путешественники отправляются, например, в кругосветное плавание вокруг Земли.
Но как же наш человечек, идущий по Земле не падает? (Ответы детей).
Воспитатель: Оказывается, есть сила, которая пронизывает насквозь любое пространство (комнату, вагон поезда). Эта сила называется ГРАВИТАЦИЕЙ – земное притяжение. Ей не мешают стены и горы! Она удерживает нас самих от свободного полета или падения. И именно благодаря силе притяжения Земля притягивает к себе все предметы! Как большой магнит!
Воспитатель: Посмотрите, у меня два магнита.
Показать свойства магнитов на доске: движение меньшего магнита, благодаря движению большого за доской, а также движение железной скрепки через стекло, благодаря магниту.
Воспитатель: И так, также, как магнит, Земля обладает силой притяжения и притягивает к себе все!
Одновременно бросить лист бумаги и тяжелый предмет (камень).
Воспитатель: Но почему же лист бумаги не притягивается к Земле также быстро как, например, камень? (Ответы детей).
Воспитатель: Дело в том, что воздух упирается, сопротивляется воздуха. И если мы наберем пакет воздуха, завяжем его и попробуем сжать, то сделать нам это будет сложно – воздух внутри пакета сопротивляется! И если бы не сила притяжения, то и листок, и кирпич падали бы одинаково быстро, потому, что сила притяжения – гравитация, тянула бы их одинаково сильно вниз.
Сила притяжение есть даже на Луне, но, она не похожа на гравитацию Земли.
На экране появляется ролик с космонавтами, передвигающимися по Луне.
Воспитатель: Посмотрите, вот космонавты, которые ходят по Луне. Вам не кажется, что они передвигаются очень странно, как будто прыгают? Это происходит от того, что Луна меньше Земли по размеру, поэтому и сил у нее поменьше, то есть сила притяжения не такая мощная, как у Земли.
Воспитатель: Давайте представим, что мы – космонавты! Разделимся на две космические команды. Вы на Луне! Вам нужно пройти от одного лунного кратера до другого. Но чтобы вам по-настоящему почувствовать, что вы – лунные космонавты, у каждой команды будет мяч, усевшись на который, мы уменьшим (за счет большого количества воздуха в шаре) силу притяжения и будем передвигаться точно, как лунные пешеходы!
Проводится эстафета:
Команды выстраиваются, первым игрокам дается шар с ручкой. Игрок должен, усевшись на шар, допрыгать до «кратера», развернуться и также вернуться обратно. Затем игрок передает шар следующему игроку, так проходит вся команда. Первая команда, полностью «отпрыгавшая» до кратера, считается победившей.
В конце эстафеты всем раздаются наклейки «Луна» (либо звезда) – посвящение в лунные пешеходы.
Воспитатель: У Луны есть еще секреты! Кроме того, что по ней легче ходить, на Луне совсем нет воздуха. Поэтому по луне ходят в скафандрах. Давайте это проверим! Наберите как можно больше воздуха в легкие и не выдыхайте как можно дольше.
Когда все выдохнут
Воспитатель: Ну что, сложно было? Как вы думаете, сколько смог бы находиться космонавт без скафандра на Луне? (Ответы детей).
Воспитатель: И так, вы погуляли по Луне, узнали, что ходить по Луне можно землянам только в скафандрах! А сила притяжения – гравитация, у луны намного слабее, поэтому лунная походка выглядит очень прыгающей, забавной!
Воспитатель: Но вы еще не знаете, что сила притяжения есть на всех планетах!
На экране появляется видеоролик о движении планет вокруг Солнца.
Воспитатель: Есть гравитация-сила притяжения и у Солнца. А если бы не сильнейшая гравитация Солнца, то все планеты рассыпались бы по космосу, и не согревались бы теплом Солнца. И мы, если бы исчезла гравитация Солнца и земли, замерзли бы без тепла и улетели бы в космос. Вот такие чудеса окружают нас каждый день!
Воспитатель: А помните, мы с вами посетили планетарий,где все взвешивались на необычных весах, которые показывали нам наш вес на разных планетах, и даже на Солнце. А как вы думаете, почему у нас у всех вес на Луне показался меньше, чем на остальных планетах? (Ответы детей). Правильно, потому что на Луне сила притяжения меньше.
Воспитатель: А в заключение, давайте сыграем в игру «Земля-Луна-Солнце»:
Если ведущий говорит слово «Луна», то дети ходят по кругу, как Луна вокруг Земли.
Если ведущий говорит «Земля», то дети крутятся вокруг себя, как Земля вокруг своей оси.
Если ведущий говорит слово «Солнце», то все останавливаются и улыбаются – сияют, как Солнце.
Конспект НОД по познавательному развитию (ФЭМП) Тема: «Прямоугольник» Интеграция образовательных областей: Познавательное (ФЭМП, Социально-коммуникативное, Художественно- эстетическое (музыка, (рисование,.
Конспект НОД по познавательному развитию «Детям о космосе» Цель: расширять представления детей о космических полётах, о космонавтах; познакомить с российскими учёными, которые стояли у истоков развития.