Почему мяч всегда падает вниз, что такое сила и тяготение, формула Fтяж = m·g, g = 10 Н/кг.
Почему мяч падает вниз
Представь, что ты подбросил мяч вверх. Сначала мяч летит вверх, потом замедляется, на мгновение будто останавливается — и падает обратно на землю.
Почему он не улетает в космос? Почему не зависает в воздухе? Почему падает именно вниз?
Потому что Земля притягивает мяч.
Это притяжение действует не только на мяч. Земля притягивает человека, камень, каплю дождя, снежинку, яблоко, книгу, велосипед, воздух и даже Луну.
Тяготение — это взаимное притяжение всех тел друг к другу.
А сила, с которой Земля притягивает тело, называется силой тяжести.
Что такое сила
Рука толкает дверь. Нога ударяет по мячу. Магнит притягивает скрепку. Земля притягивает яблоко. Пружина тянет груз.
Чтобы описывать такое действие тел друг на друга, в физике используют величину сила.
Сила — физическая величина, которая показывает, насколько сильно одно тело действует на другое.
Силу обозначают буквой F. Единица силы — ньютон, обозначение — Н.
Например: F = 5 Н — значит, сила равна 5 ньютонов.
Что может сделать сила
Если подействовать на тело силой, оно может:
начать двигаться — нога ударила по мячу, и мяч полетел;
остановиться или замедлиться — тормоза подействовали на колесо;
изменить направление движения — стена подействовала на мяч, и мяч отскочил;
изменить форму — рука сжала губку.
Сила — это мера взаимодействия тел.
Интерактив 1 — «Что сделала сила?»
Нажмите на ситуацию и посмотрите, что произошло.
Сила и её эффекты
Сила может изменять скорость, направление движения или форму тела.
Сила имеет направление
Сила — не просто число. Сила всегда имеет направление. На рисунках силу показывают стрелкой: куда направлена сила, к какому телу она приложена, насколько сила большая (чем длиннее стрелка, тем больше сила).
Сила тяжести — направлена вниз, к центру Земли.
Рука толкает коробку вправо — сила направлена вправо.
Пружина тянет груз вверх — сила упругости направлена вверх.
Магнит притягивает скрепку — сила направлена к магниту.
Интерактив 2 — «Куда направлена сила?»
Нажмите на ситуацию, чтобы узнать направление силы.
Земля притягивает яблоко — сила направлена вниз, точнее к центру Земли.
↓ Вниз (к центру Земли)
Рука толкает коробку вправо — сила направлена вправо.
→ Вправо (по направлению толчка)
Пружина растянута грузом вниз. Сила упругости возвращает её — сила упругости направлена вверх.
↑ Вверх (против деформации)
Мяч летит в стену и ударяется. Стена давит на мяч — сила направлена от стены. Мяч отскакивает.
← От стены на мяч
Что такое тяготение
В природе все тела притягиваются друг к другу. Земля притягивает мяч, мяч тоже притягивает Землю. Земля притягивает Луну, Луна притягивает Землю. Солнце притягивает Землю, Земля притягивает Солнце.
Тяготение действует между всеми телами, у которых есть масса.
Но обычно мы замечаем притяжение только со стороны очень больших тел — Земли, Луны, планет, Солнца. Почему? Потому что сила тяготения зависит от массы тел: чем больше масса, тем сильнее притяжение.
Земля огромная, поэтому её притяжение хорошо заметно. А два карандаша тоже притягиваются друг к другу, но настолько слабо, что мы этого не замечаем.
Тяготение: взаимное притяжение тел
Тяготение взаимно: яблоко притягивает Землю с той же силой, с которой Земля притягивает яблоко. Но из-за огромной массы Земли её движение незаметно.
Интерактив 3 — «Кто кого притягивает?»
Нажмите на утверждение и узнайте — верно или нет.
Сила тяжести
Сила тяжести — сила, с которой Земля притягивает тело.
В школьных задачах используют формулу:
Fтяж = m · g
где m — масса тела (кг), g — ускорение свободного падения (Н/кг)
На Земле в 7 классе берут:
g ≈ 10 Н/кг
Это значит: на каждый 1 кг массы Земля действует силой примерно 10 Н.
Масса тела 1 кг → Fтяж = 1 × 10 = 10 Н
Масса тела 2 кг → Fтяж = 2 × 10 = 20 Н
Масса тела 5 кг → Fтяж = 5 × 10 = 50 Н
Мяч, брошенный вверх, и сила тяжести
Во время всего полёта Земля притягивает мяч вниз. Поэтому он сначала тормозит, а потом падает.
Интерактив 4 — «Сила тяжести по массе» (ползунок)
Передвиньте ползунок — и формула посчитает сразу.
Масса m, кг
5 кг
g = 10 Н/кг
фиксировано (Земля, школьный курс)
10
Fтяж = 5 кг × 10 Н/кг
50 Н
≈ как удерживать пятилитровую бутылку воды
Интерактив 5 — «Где вниз?»
Сила тяжести направлена к центру Земли — из любой точки поверхности.
На любой точке поверхности Земли «вниз» — это к центру Земли. Для человека, стоящего снизу, вниз — это вверх на нашей картинке. Сила тяжести везде направлена к центру.
Масса и сила тяжести — не одно и то же
Масса — сколько вещества в теле. Измеряется в кг.
Сила тяжести — с какой силой Земля притягивает тело. Измеряется в Н.
Нельзя говорить: «сила тяжести равна 5 кг». Килограмм — единица массы, не силы.
Правильно: m = 5 кг, Fтяж ≈ 50 Н.
Масса тела не меняется при переносе на другую планету, а сила тяжести — меняется! На Луне тот же рюкзак 5 кг будет иметь массу 5 кг, но сила тяжести на него будет меньше.
Интерактив 6 — «Масса или сила тяжести?»
Нажмите на ситуацию и проверьте себя.
Динамометр — прибор для измерения силы
Внутри динамометра — пружина. Груз растягивает её, стрелка показывает значение силы в ньютонах.
Мини-опыт 1 — «Почувствуй силу тяжести»
Что нужно
Любой предмет: книга, рюкзак, бутылка воды.
Что сделать
Возьми предмет в руку. Почувствуй, что его нужно удерживать. Теперь возьми предмет потяжелее.
Что заметишь
Более массивный предмет удерживать труднее. Земля притягивает его с большей силой.
Мини-опыт 2 — «Бумага и скомканная бумага»
Что нужно
Два одинаковых листа бумаги.
Что сделать
Один лист оставь плоским. Другой скомкай. Отпусти их одновременно с одной высоты.
Что заметишь
Скомканный лист падает быстрее. Сила тяжести одинакова, но плоский лист сильнее тормозит воздух.
Задачи
Задача 1
Масса тела равна 3 кг. Найдите силу тяжести. g = 10 Н/кг.
m = 3 кг, g = 10 Н/кг
Fтяж = m · g = 3 · 10 = 30 Н
Ответ: 30 Н
Задача 2
Масса рюкзака 6 кг. Какая сила тяжести действует на рюкзак?
m = 6 кг, g = 10 Н/кг
Fтяж = 6 · 10 = 60 Н
Ответ: 60 Н
Задача 3
На тело действует сила тяжести 80 Н. Найдите массу тела.
Fтяж = 80 Н, g = 10 Н/кг
m = Fтяж / g = 80 / 10 = 8 кг
Ответ: 8 кг
Частые ошибки
1
«Сила измеряется в килограммах» — нет. В кг измеряют массу, а силу — в ньютонах. Правильно: m = 5 кг, F = 50 Н.
2
«Тяготение действует только на падающие тела» — нет. Книга на столе тоже притягивается Землёй, просто стол не даёт ей упасть.
3
«Земля притягивает яблоко, а яблоко Землю — нет» — нет. Притяжение взаимно. Яблоко тоже притягивает Землю, но из-за огромной массы Земли это незаметно.
4
«Масса и сила тяжести — одно и то же» — нет. Масса в кг — количество вещества. Сила тяжести в Н — действие Земли на тело. На Луне масса та же, а сила тяжести меньше.
5
«Вес и сила тяжести — одно и то же» — нет. Сила тяжести — действие Земли на тело. Вес — действие тела на опору или подвес. Это разные силы, приложенные к разным телам.
Проверь себяВопрос 1 из 10
правильных ответов из 10
Главное
Сила — мера взаимодействия тел. Обозначение: F, единица: Н (ньютон).
Тяготение — взаимное притяжение всех тел, у которых есть масса.
Сила тяжести — сила, с которой Земля притягивает тело. Направлена к центру Земли.
Формула: Fтяж = m · g, где на Земле g ≈ 10 Н/кг.
Масса — в кг, сила — в Н. Это разные величины.
Чем больше масса тела, тем больше сила тяжести, действующая на него.
{# Блок «Закрепи тему» в конце страницы темы физики.
Параметры: slug (ключ темы), dz_url (ссылка на закрепление).
Самодостаточные стили с префиксом fhw- — не зависят от CSS страницы. #}
Закрепи тему за 5 минут
6 коротких заданий: понять смысл, применить формулу, найти ошибку, сделать вывод. В конце увидишь, закреплена тема или стоит повторить.
