Лекция Материалық нүктенің кинематикасы. Кіріспе. Физика пәні және оның басқа ғылымдармен байланысы. Физикалық шамалардың өлшемділігі және өлшеу бірліктері

Ауырлық күші.Жер бетінен қашықтаған сайын кемиді. Физикада дененің салмағы деген ұғым қолданылады. Дененің салмағы деп Жердің тартылыс күшінің әсерінен тіреуішке (асылғышқа) әсер ететін күшті айтады. Салмақ дене g үдеуіне тең емес үдеумен қозғалғанда, яғни оған ауырлық күшінен басқа күш әсер еткенде пайда болады. Тек ауырлық күшінің әсерінен қозғалатын дененің күйі салмақсыздық күйге жатады. Егер дене ауырлық өрісінде үдеумен қозғалса, онда оған төмендегі шартты қанағаттандыратын қосымша

N күші түсірілген:

N + P = m a (2.4.8)

Дененің салмағы төмен түскенде

P′=−N= P− m a= m g− m a = m(g− a).

Дене тыныштықта немесе бірқалыпты түзусызықты қозғалыста болса a = 0 .

→ →

Жолио әдісін қолданып, Жердің массасын анықтайық. Шахтаның шетіне иінді таразыны орнатып, оның жоғарғы табақшаларын массалары m бірдей денелермен теңестіреміз (2.4.2-сызба).

2.4.2-сызба. Жолио әдісімен Жердің массасының шамасын анықтау

Жоғарыда орналасқан оң жақтағы табақшалардағы жүкті төменгі табақшаға ауыстырайық. Бұл жағдайда жүктен Жердің центріне дейінгі қашықтық кемігендіктен, тартылу күші артады. Таразаны тағы теңестіру үшін сол жақтағы табақшаға қосымша жүк салуымыз керек. Егер жүктің салмағы р, қосымша жүктің салмағы q болса, онда төмендегі теңдік орындалады:

P+q=ϒ

∆R << R болғандықтан, жуықтап алсақ: (2.4.9)

P+q=ϒ

P-ны табу үшін төменде орналасқан жүкке массивті m1 денесін жақындатамыз. Таразаны теңестіру үшін сол жақтағы табақшаға салмағы n қосымша денені саламыз:

n=ϒ

Мұндағы, d, және m массаларының центрлерінің арақашықтағы.

Бұдан ϒ= қатынасы шығады.Табылғанϒ-ның мәнін (2.4.9) формуласына қойып, Жердің массасын табайық:

Жердің массасы мен көлемі белгілі болса, оның орташа тығыздығын есептей аламыз:

Ρ= = =5.52

Жердің орталық ядросының тығыздығы = 11−13 аралығында. Жерді біртекті дене деп алсақ, оның тартылыс күші полюстен экваторға қарай кемиді. (Жер өз осінен айналуына байланысты оның плюстен экваторға қарай радиусы артады). Бірақ зерттеуге болатын Жердің бетіне жақын орналасқан қабаттардағы Жер жыныстарының массалары біртекті емес таралғандықтан (тығыздықтары әртүрлі), тартылыс күйінің жергілікті шамасының оның теориялық есептелген шамасынан үлкен айырмашылығы бар. Ауырлық күшінің теориялық мәні мен есептелген мәнінің арасындағы айырмашылық аномалия деп аталады.