כבידה פיזיקה לכיתה י״א

בנושא הזה 4 שיעורים. כך הם מתחילים:

1. חוקי קפלר

   משמודל גיאוצנטרי למודל הליוצנטרי, ומשם לשלושת חוקי קפלר: מסלול אליפטי עם השמש במוקד, חוק השטחים (מהיר בפריהליון, איטי באפהליון), וחוק הזמנים T² ∝ a³. בשיעור: שימוש בחוק השלישי ביחידות של שנים ויחידות אסטרונומיות (AU).

2. חוק הכבידה הכללי

   חוק הכבידה הכללי של ניוטון: F = G·m₁·m₂/r², לאורך הקו המחבר, זוג כוח-תגובה. המרחק נמדד בין המרכזים. מכאן g = GM/R² על פני כוכב, וירידת g עם הגובה. בשיעור גם: "מבחן הירח" של ניוטון וניסוי קוונדיש למדידת G.

3. לוויינים במסלולים מעגליים

   לוויין במסלול מעגלי: הכבידה היא הכוח הרדיאלי, ולכן v = √(GM/r) ו-T = 2π√(r³/GM) - ללא תלות במסת הלוויין. מכאן גם חוק קפלר השלישי במדויק, לוויין גיאוסטציונרי, חישוב מסת הגוף המרכזי, ומצב "חוסר המשקל".

4. שדה כבידה, אנרגיה ומהירות מילוט

   שדה הכבידה g = GM/r², האנרגיה הפוטנציאלית U = −GMm/r (אפס באינסוף), האנרגיה הכוללת במסלול מעגלי E = −GMm/2r, ומהירות המילוט √(2GM/R). בסוף - חזרה על יחידת הכבידה.

→ תנועה הרמונית פשוטהגלים מכניים ←