Akceleracedávágravitace je rychlost rychlosti padajícího tělesa v volný pádsměrem ke středu Země. Na hladině moře je zrychlení zemské gravitace v průměru 9,8 m / s². Gravitace závisí na faktorech, jako je hmotnost a poloměr planety, a je stejná pro všechna těla bez ohledu na jejich hmotnost.
Podívejte se také: Zrychlení - vše o této veličině vektorové fyziky
Co je gravitační zrychlení?
Zrychlení v důsledku gravitace je měřítkem kolísání rychlosti těles, která klesají z určité výšky ve vztahu k Zemi. Když objekt spadne, jeho rychlost se mění rychlostí 9,8 m / s každou sekundu. Tato míra zrychlení je stejné pro všechna těla, dokonce i pro těla různých hmot, pokud nepřihlédneme k akci disipativní síly, jako tah vzduchu.
Kolik stojí gravitační zrychlení?
Velikost gravitačního zrychlení na povrchu Zeměse liší podle vzdálenosti, kterou jsme od jádra Země. Ve vzdálenosti přibližně 6370 km, když jsme na úrovni hladiny moře, je pozemská gravitace v průměru 9,8 m / s². Tato hodnota se však může lišit podle hustoty půdy, přítomnosti podzemních prázdných prostor atd.
Jak se vzdalujeme od hladiny moře, gravitační zrychlení se mění ve tvaru nepřímo úměrné na druhou vzdálenost, proto, když budeme ve výšce 6470 km nad mořem (12 940 km do středu Země), bude se hodnota gravitace rovnat ¼ původní hodnoty, asi 2,45 m / s².
Podívejte se také: Proč necítíme, že se Země otáčí?
Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
Jak vypočítat gravitační zrychlení?
gravitační zrychlení lze vypočítat různými způsoby. Nejběžnějším způsobem je rovnice kinematika související s pohybem volného pádu. Níže je uveden vzorec, který souvisí s výškou pádu a který lze použít k výpočtu hodnoty místní gravitace.
g - gravitační zrychlení (m / s²)
H - výška pádu (m)
t - doba pádu
Kromě výše uvedeného vzorce je možné určit velikost gravitačního zrychlení bez znalosti doby pádu. Pro tohle, aplikujeme princip zachování mechanické energie: říkáme, že celá gravitační potenciální energie proměnil Kinetická energie, proto musíme:
Vzorec zobrazený výše, který souvisí s gravitačním zrychlením s výškou pádu a rychlosti, lze také získat z Torricelliho rovnice.
Gravitační akcelerační vzorec
Gravitační zrychlení lze získat i jinými způsoby kromě kinematických rovnic, jak je uvedeno výše. Jedním z nich je použití zákon univerzální gravitace, v Isaac Newton. Podle tohoto zákona lze gravitační zrychlení získat pomocí následujícího vzorce:
G - konstanta univerzální gravitace (6.67408.10-11Nm² / kg²)
M - hmotnost Země (kg)
r - poloměr Země (m)
Cvičení gravitační akcelerace
Otázka 1 - S vědomím, že gravitační zrychlení na povrchu Měsíce je přibližně 1/5 zemské gravitace, je správné říci, že:
a) pro dvě identická opuštěná tělesa stejné výšky na Měsíci a na Zemi bude doba pádu objektu dopadajícího na Měsíc pětkrát kratší než doba pádu objektu na Zemi.
b) pro dvě identická opuštěná tělesa stejné výšky na Měsíci a na Zemi, rychlost objektu, který padá na Měsíc, bezprostředně před dotykem země bude pětkrát menší než předmět dopadající na Země.
c) čas pádu dvou identických těl opuštěných ze stejné výšky na Měsíci a Zemi bude stejný.
d) žádná z alternativ.
Řešení:
Po uvolnění na Měsíc bude předmět vystaven gravitaci pětkrát větší než Země. Tímto způsobem bude rychlost, kterou toto tělo dosáhne na zem, pětkrát pomalejší, takže správnou alternativou je písmeno B.
Otázka 2 - Bowlingová koule a pírko se uvolňují ze stejné výšky v oblasti, kde se vytváří částečné vakuum. Bez ohledu na působení třecích sil mezi objekty a vzduchem označte správnou alternativu.
a) Pero a bowlingová koule dopadnou společně na zem.
b) Bowlingová koule dosáhne země před trestem.
c) Trest dopadne na zem rychlostí nižší než bowlingová koule.
d) Bowlingová koule dosáhne na zem rychlostí nižší, než je trest.
Řešení:
Vzhledem k tomu, že je možné zanedbávat odpor vzduchu, bude pero a bowlingová koule vystaveny stejnému zrychlení, takže dopadnou na zem současně. Správnou alternativou je tedy písmeno A.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky
Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:
HELERBROCK, Rafaeli. "Gravitační zrychlení"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-da-gravidade.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.
