Accelerationgivertyngdekraft er hastigheden af et faldende legeme, i frit faldmod midten af jorden. Ved havoverfladen er accelerationen af jordens tyngdekraft i gennemsnit 9,8 m / s². Tyngdekraften afhænger af faktorer som planetens masse og radius og er den samme for alle kroppe, uanset deres masse.
Se også: Acceleration - alt om denne vektorfysikmængde
Hvad er tyngdekraftsacceleration?
Accelerationen på grund af tyngdekraften er et mål for variationen i hastighed af legemer, der falder fra en bestemt højde i forhold til Jorden. Når et objekt frit falder, varierer dets hastighed med en hastighed på 9,8 m / s hvert sekund. Dette mål for acceleration er det samme for alle kroppe, også for forskellige masser, hvis vi ser bort fra handlingen fra dissipative kræfter, som luftens træk.
Hvor meget er tyngdeaccelerationen værd?
Størrelsen af tyngdeacceleration på overfladen af jordenvarierer alt efter afstanden fra jordens kerne. I en afstand af ca. 6370 km, når vi er ved havoverfladen, er den jordbaserede tyngdekraft i gennemsnit 9,8 m / s². Denne værdi kan dog variere alt efter jordtæthed, tilstedeværelse af underjordiske tomme rum osv.
Når vi bevæger os væk fra havets overflade, tyngdekraftsacceleration varierer i form omvendt proportional kvadreret afstandenderfor, når vi befinder os i en højde af 6470 km over havets overflade (12.940 km til centrum af jorden), vil tyngdekraftsværdien være lig med ¼ af dens oprindelige værdi, ca. 2,45 m / s².
Se også: Hvorfor føler vi ikke Jorden rotere?
Hvordan beregnes tyngdeacceleration?
tyngdeacceleration kan beregnes på forskellige måder. Den mest almindelige måde er gennem ligningerne af kinematik relateret til frit fald bevægelse. Nedenfor er formlen, der relaterer højde til faldtid, og som kan bruges til at beregne den lokale tyngdekraftsværdi.
g - tyngdeacceleration (m / s²)
H - faldhøjde (m)
t - faldtid (er)
Ud over formlen vist ovenfor er det muligt at bestemme tyngdekraftens acceleration uden at kende faldtiden. For det, vi anvender princippet om bevarelse af mekanisk energi: vi siger det hele gravitationel potentiel energi forvandlet til kinetisk energiDerfor skal vi:
Ovenstående formel, der relaterer tyngdeacceleration til faldhøjde og hastighed, kan også opnås fra Torricelli ligning.
Gravity Acceleration Formula
Tyngdeaccelerationen kan opnås på andre måder udover de kinematiske ligninger, som vist ovenfor. En af dem er ved brug af lov om universel tyngdekraft, i Isaac Newton. Ifølge denne lov kan tyngdeaccelerationen opnås med følgende formel:
G - konstant af universel tyngdekraft (6.67408.10-11Nm² / kg²)
M - Jordmasse (kg)
r - Jordens radius (m)
Gravity Acceleration Øvelser
Spørgsmål 1 - Ved at vide, at tyngdeacceleration på Månens overflade er ca. 1/5 af Jordens tyngdekraft, er det korrekt at anføre, at:
a) for to identiske forladte kroppe af samme højde på månen og på jorden vil den faldende tid for objektet, der falder på månen, være fem gange mindre end tiden for objektet, der falder på jorden.
b) for to identiske forladte kroppe i samme højde på Månen og på Jorden, objektets hastighed, der falder på månen, umiddelbart før den berører jorden, vil den være fem gange mindre end objektet, der falder på Jorden.
c) faldtiden for to identiske kroppe, der er forladt fra samme højde på månen og jorden, vil være den samme.
d) ingen af alternativerne.
Løsning:
Når den frigives på månen, vil en genstand blive udsat for en tyngdekraft fem gange så stor som Jorden. På denne måde vil den hastighed, hvormed denne krop når jorden, være fem gange langsommere, så det rigtige alternativ er bogstavet B.
Spørgsmål 2 - En bowlingkugle og en fjer frigøres fra samme højde i et område, hvor der dannes et delvis vakuum. Hvis du ser bort fra virkningen af friktionskræfter mellem objekterne og luften, skal du markere det rigtige alternativ.
a) Pen og bowlingkugle rammer jorden sammen.
b) Bowlingkuglen når jorden før straffen.
c) Straffen rammer jorden med en hastighed langsommere end bowlingkuglen.
d) Bowlingkuglen når jorden med en hastighed, der er langsommere end straffen.
Løsning:
Da luftmodstanden kan forsømmes, falder pennen og bowlingkuglen under den samme acceleration, så de vil ramme jorden på samme tid. Således er det rigtige alternativ bogstavet A.
Af Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-da-gravidade.htm