Доклад по физике 7 класс
Долгое время люди верили в религиозное учение о «тверди небесной», на которой бог будто бы поставил небесные светила. Луна и звезды якобы потому и не падают на Землю, что прикреплены к чему-то твердому наверху.
Наука доказала, что никакой «небесной тверди» на самом деле нет, Луна движется вокруг Земли, а Земля движется вокруг Солнца и, следовательно, сама является небесным телом.
Вопрос о том, на чем «держатся» небесные светила, был заменен другими: почему же Луна обращается вокруг Земли, а не уходит от нее прочь? Почему Земля обращается вокруг Солнца? Что держит Луну около Земли и Землю около Солнца?
Ответ на эти вопросы был дан после открытия и изучения одного из основных законов природы — закона всемирного тяготения, который гласит:
«Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними».
Этот закон открыл великий английский ученый Исаак Ньютон. Он сформулировал его в научной работе «Математические начала натуральной философии», изданной в 1687 г. Сейчас закон всемирного тяготения изучают в школе.
Открытие закона было великим триумфом науки. Казалось, найдена наконец и математически описана главная сила природы, движущая мирами, сила, которой подвластны и молекулы воздуха, и небесные тела…
Французский писатель Вольтер рассказывал, что Ньютон догадался о существовании закона всемирного тяготения, когда взглянул на падающее яблоко. Сам Ньютон об этом яблоке никогда не упоминал. Рассказ Вольтера, вероятно, просто красивая легенда. К постижению великой силы природы Ньютон подошел, скорее всего, путем рассуждения, изложенного им в одной из глав «Математических начал натуральной философии».
Вот суть этого рассуждения.
Предположим, что на очень высокой горе, такой высокой, что ее вершина находится вне атмосферы, мы установили гигантское артиллерийское орудие. Ствол его расположили строго параллельно поверхности земного шара и выстрелили. Описав дугу, ядро упало на землю (рис.1). Увеличиваем заряд, улучшаем качество пороха, т.е. тем или иным способом заставляем ядро после следующего выстрела двигаться с большей скоростью. Дуга, описанная ядром, становится более пологой. Ядро падает значительно дальше от подножия горы (см. рис.1).
Еще увеличиваем заряд и снова стреляем. Ядро летит по такой пологой траектории, что она снижается параллельно поверхности земного шара. Ядро уже не может упасть на Землю и, описав кольцо вокруг планеты, возвращается к точке вылета (см. рис.1)
Орудие можно тем временем снять. И тогда ядро стремительно пронесется над вершиной горы и отправится в новый облет Земли. Упасть, если, как мы условились, ядро не испытывает никакого сопротивления воздуха, оно не сможет никогда.
Скорость ядра для этого должна быть близкой к 8 км/с.
Так Ньютон в конце XVII в., за сто лет до первого полета воздушного шара братьев Монгольфье, за двести лет до первого подъема аэроплана братьев Райт и почти за четверть тысячелетия до взлетов первых ракет, «помог» в осуществлении запуска спутников и космических кораблей.
И сегодня штурманы звездных дорог, прокладывая траекторию очередного полета, основывают свои расчеты на великом законе Ньютона.
В 1682 г. известный английский астроном Галлей высчитал орбиту яркой кометы, появившейся тогда на небе. Рассчитал ее по формулам, данным Ньютоном, и предсказал, основываясь на законе тяготения, что эта комета вернется к Земле в 1758 г. И комета действительно появилась на небе, как предсказал Галлей. Она словно явилась в точно назначенный срок, чтобы засвидетельствовать истинность теории и точность расчетов ученых. Ей было присвоено название кометы Галлея.
В течение длительного времени астрономов и математиков озадачивало таинственное поведение самой крайней из известных в те годы планет Солнечной системы — Урана. Конечно, и ее орбита была вычислена с помощью закона, открытого Ньютоном. Но планета то появлялась в точке, предназначенной ей вычислениями, позже рассчитанного срока, словно что-то задерживало ее, то, наоборот, двигаясь ускоренно, словно ее подгоняла какая-то неведомая сила, приходила раньше.
Петербургский астроном Лексель первым высказал предположение, что на движение Урана оказывает действие неизвестная планета, которая находится за Ураном. Французский ученый Леверье в 1846 г. произвел соответствующие вычисления и сообщил координаты места, в котором должна находится неизвестная планета в определенное время, немецкому астроному Галле. И Галле в назначенное время, направив телескоп в указанное место неба, увидел планету, которую позже назвали Нептуном.
В 1842 г. немецкий астроном Бессель заметил, что яркий Сириус — одна из звезд северного полушария — ведет себя несколько «легкомысленно»: он как бы пританцовывает на месте, отклоняясь периодически то вправо, то влево от центрального положения. Бессель провел соответствующие вычисления, пользуясь опять-таки законом всемирного тяготения, и пришел к выводу, что у Сириуса есть невидимый спутник, вызывающий колебания звезды. И в 1862 г. эта звезда — двойник Сириуса — была открыта. Расчеты, выполненные на основе закона всемирного тяготения, вновь оправдались, и это еще раз подтвердило всеобщность великого закона.
Использованная литература:
М.В.Васильева, К.П. Станюкевич «Сила, которая движет мирами»