Temat

Oddziaływania grawitacyjne

Etap edukacyjny

Trzeci

Podstawa programowa

III. Planowanie i przeprowadzanie doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

III. Grawitacja i elementy astronomii. Uczeń:

1) posługuje się prawem powszechnego ciążenia do opisu oddziaływania grawitacyjnego; wskazuje siłę grawitacji jako przyczynę spadania ciał.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Zapoznanie się z oddziaływaniem grawitacyjnym i jego skutkami.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Rozpoznawanie obecności oddziaływania grawitacyjnego.

2. Określanie źródła oddziaływań grawitacyjnych.

3. Opisywanie skutków oddziaływania grawitacyjnego.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:

- rozpoznaje oddziaływanie grawitacyjne i jego skutki.

Metody kształcenia

1. Uczenie się przez obserwację.

Formy pracy

1. Praca indywidualna.

2. Praca z całą klasą.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Przygotuj odpowiedzi na następujące pytania.

1. Kiedy można mówić o oddziaływaniach między ciałami?

2. Co jest bezpośrednią miarą oddziaływań?

3. Jak można podzielić oddziaływania ze względu na ich zasięg?

Realizacja lekcji

Oddziaływanie grawitacyjne jest jednym z czterech fundamentalnych oddziaływań występujących w przyrodzie. Podlegają mu wszystkie obiekty posiadające masę. Zjawisko wzajemnego przyciągania się ciał materialnych nazywa się grawitacją.

Grawitacja ma podstawowe znaczenie w przypadku obiektów posiadających duże masy, gdyż zgodnie z prawem powszechnego ciążenia Newtona wartość siły ciążenia wyraża się wzorem:

gdzie:

$G=6,67·{10}^{-11}\frac{N{m}^2}{k{g}^2}$ – stała grawitacji,
mIndeks dolny 1₁, mIndeks dolny 2₂ – masy oddziałujących ciał,
r – odległość pomiędzy środkami ciał.

Ciała oddziałujące ze sobą grawitacyjnie zawsze się przyciągają.
Ziemia, podobnie jak inne ciała niebieskie, przyciąga wszystkie ciała znajdujące się w jej otoczeniu.

Polecenie 1

Obejrzyj pokaz multimedialny „Skutki oddziaływań grawitacyjnych”.

[Pokaz multimedialny]

Isaac Newton badał ruchy ciał niebieskich. Udowodnił, że prawa rządzące spadkiem ciał znajdujących się przy powierzchni Ziemi są takie same jak te opisujące ruchy ciał niebieskich. Inaczej mówiąc, takim samym prawom fizyki podlega ruch ciał niebieskich zarówno w pobliżu Ziemi (ruch Księżyca), jak i w najodleglejszych zakątkach Wszechświata.
Oddziaływania grawitacyjne mają więc charakter powszechny.

Polecenie 2

Obserwując otaczający Ciebie Wszechświat z pewnością wielokrotnie spotkałeś się z oddziaływaniami grawitacyjnymi.
Wskaż i opisz 5 przykładów takich oddziaływań.

Polecenie 3

Kupiłeś w sklepie 10 dag cukierków. Ziemia przyciąga te cukierki pewną siłą.

a. Oblicz ciężar 10 dag cukierków.

b. Na postoju, w odległości 10 m od siebie, stoją dwa tiry o masach 20 ton każdy. Czy siła wzajemnego przyciągania pomiędzy tirami jest większa od ciężaru 10 dag cukierków. Odpowiedź uzasadnij.

Polecenie 4

Znajdź w Internecie odpowiednie dane i rozstrzygnij, czy Ziemia silniej przyciąga Księżyc czy też Słońce silniej przyciąga Ziemię. Uzasadnij swoją odpowiedź odpowiednimi wyliczeniami.

Podsumowanie lekcji

Oddziaływania grawitacyjne polegają na tym, że każde ciało posiadające masę oddziałuje na inne – im większa jest ich masa, tym oddziaływanie jest silniejsze. Ciała oddziałujące grawitacyjnie zawsze się przyciągają. Ziemia, podobnie jak inne ciała niebieskie, przyciąga wszystkie ciała znajdujące się w jej otoczeniu. Są to oddziaływania działające na odległość; im większa odległość między ciałami, tym oddziaływanie słabsze.