Zrýchlenie gravitácie

Zmienka o koncepte zrýchlenia voľného pádu je často sprevádzaná príkladmi a pokusmi zo školských učebníc, v ktorých boli z rovnakej výšky upustené rôzne predmety (najmä pero a mince). Zdá sa úplne zrejmé, že objekty padnú na zem v rôznych intervaloch (pero nemôže vôbec padnúť). Preto voľný pád tela nepodlieha len jedinému pravidlu. Toto sa však zdá byť samozrejmé až teraz, pred časom sa muselo uskutočniť experimenty, aby to potvrdilo. Výskumníci rozumne predpokladali, že určitá sila pôsobí na pád telies, čo ovplyvňuje ich pohyb a v dôsledku toho aj rýchlosť vertikálneho pohybu. Potom nasledovali menej známe pokusy so sklenenými rúrkami s mincami a perom vnútri (pre čistotu experimentu). Vzduch bol vyčerpaný z rúrok, po ktorom boli zapečatené. Aké bolo prekvapenie výskumníkov, keď pero aj minca, napriek zjavne odlišnej hmotnosti, padajú rovnakou rýchlosťou.

Táto skúsenosť slúžila ako základ nielen pre vytvorenie konceptu zrýchlenia voľného pádu (USP), ale aj pre predpoklad, že voľný pád (tj pád tela, ktorý nepôsobí protichodným silám) je možný len vo vákuu. Vo vzduchu, ktorý je zdrojom odporu, sa všetky telá pohybujú zrýchlením.

Takže pojem zrýchlenia voľného pádu , ktorý získal nasledujúcu definíciu:

• Padajúce telá zo stavu odpočinku pod vplyvom sily gravitácie Zeme.

Tento koncept bol pridelený písmenu gréckej abecedy g (xe).

Na základe takýchto experimentov sa ukázalo, že USP je pre Zem úplne presné, pretože je známe, že na našej planéte existuje sila, ktorá na jej povrchu tiahne všetky telá. Nastala však ďalšia otázka: ako merať túto hodnotu a čo sa rovná.

Riešenie prvej otázky sa zistilo pomerne rýchlo: vedci pomocou špeciálnej fotografie fixovali polohu tela počas pádu vzdušného priestoru v rôznych časových intervaloch. Ukázalo sa to zvedavé: všetky telá na danom mieste zeme padajú s rovnakým zrýchlením, ktoré sa však trochu líši v závislosti od konkrétneho miesta na planéte. V rovnakej dobe nezáleží na výške, z ktorej sa telesá začali pohybovať: môže to byť 10, 100 alebo 200 metrov.

Bolo možné zistiť, že zrýchlenie gravitácie na Zemi je približne 9,8 N / kg. V skutočnosti môže byť táto hodnota v rozmedzí od 9,78 N / kg do 9,83 N / kg. Tento rozdiel (aj keď malý v očiach laikov) je vysvetlený tvarom Zeme (ktorý nie je úplne sférický, ale sploštený na póloch) a každodennou rotáciou Zeme okolo Slnka. Pri výpočtoch sa bežne prijíma priemerná hodnota 9,8 N / kg, pričom veľké počty sa zaokrúhľujú na 10 N / kg.

G = 9,8 N / kg

Na pozadí získaných údajov možno vidieť, že zrýchlenie gravitácie na iných planétach sa líši od zrýchlenia gravitácie na Zemi. Vedci dospeli k záveru, že môže byť vyjadrený nasledujúcim vzorcom:

G = G × M planéty / (R na planéte) (2)

Jednoducho povedané: G (gravitačná konštanta (6,67 × 10 (-11) m2 / s2 ∙ kg)) musí byť vynásobená M - hmotnosťou planéty, delenou R - polomerom planéty na námestí. Napríklad nájdeme zrýchlenie gravitácie na Mesiaci. Keď vieme, že jeho hmotnosť je 7,3477 · 10 (22) kg a polomer je 1737,10 km, zistíme, že USP = 1,62 N / kg. Zdá sa, že zrýchlenia na oboch planétach sú nápadne odlišné od seba. Najmä na Zemi je takmer šesťkrát väčšia! Jednoducho povedané, Mesiac láka objekty umiestnené na jeho povrchu, sily menej ako šesťkrát viac ako na Zemi. To je dôvod, prečo astronauti na Mesiaci, ktorých vidíme v televízii, sa zdajú byť jednoduchšie. V skutočnosti strácajú váhu (nie váhu!). Výsledkom sú zábavné efekty ako skákanie pár metrov, pocit letov a dlhé kroky.