Επιτάχυνσηδίνειβαρύτητα είναι ο ρυθμός της πτώσης του σώματος, σε ελεύθερη πτώση, προς το κέντρο της Γης. Στο επίπεδο της θάλασσας, η επιτάχυνση της βαρύτητας της Γης είναι, κατά μέσο όρο, 9,8 m / s². Η βαρύτητα εξαρτάται από παράγοντες όπως η μάζα και η ακτίνα του πλανήτη και είναι το ίδιο για όλα τα σώματα, ανεξάρτητα από τις μάζες τους.
Δείτε επίσης: Επιτάχυνση - όλα σχετικά με αυτήν τη διανυσματική ποσότητα φυσικής
Τι είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας;
Η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας είναι ένα μέτρο της διακύμανσης της ταχύτητας των σωμάτων που πέφτουν από ένα ορισμένο ύψος σε σχέση με τη Γη. Όταν ένα αντικείμενο πέφτει ελεύθερα, η ταχύτητά του κυμαίνεται με ρυθμό 9,8 m / s κάθε δευτερόλεπτο. Αυτό το μέτρο επιτάχυνσης είναι το ίδιο για όλα τα σώματα, ακόμη και εκείνα διαφορετικών μαζών, εάν αγνοούμε τη δράση του διασκεδαστικές δυνάμεις, όπως η έλξη του αέρα.
Πόσο αξίζει η επιτάχυνση της βαρύτητας;
Το μέγεθος της επιτάχυνσης της βαρύτητας στην επιφάνεια του
Γηδιαφέρει ανάλογα με την απόσταση που είμαστε από τον πυρήνα της Γης. Σε απόσταση περίπου 6370 km, όταν είμαστε στο επίπεδο της θάλασσας, η επίγεια βαρύτητα είναι, κατά μέσο όρο, 9,8 m / s². Ωστόσο, αυτή η τιμή μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την πυκνότητα του εδάφους, την παρουσία υπόγειων κενών χώρων κ.λπ.Καθώς απομακρυνόμαστε από τη στάθμη της θάλασσας, το η επιτάχυνση της βαρύτητας ποικίλλει σε σχήμα Αντιστρόφως ανάλογη τετράγωνη την απόσταση, επομένως, όταν είμαστε σε ύψος 6470 km πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας (12.940 km από το κέντρο της Γης), η τιμή της βαρύτητας θα είναι ίση με ¼ της αρχικής της τιμής, περίπου 2,45 m / s².
Δείτε επίσης: Γιατί δεν αισθανόμαστε τη Γη να περιστρέφεται;
Πώς να υπολογίσετε την επιτάχυνση της βαρύτητας;
την επιτάχυνση της βαρύτητας μπορεί να υπολογιστεί με διαφορετικούς τρόπους. Ο πιο συνηθισμένος τρόπος είναι μέσω των εξισώσεων του κινηματική σχετίζεται με την ελεύθερη κίνηση πτώσης. Ακολουθεί ο τύπος που σχετίζεται με το ύψος του χρόνου πτώσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της τοπικής βαρύτητας.
g - επιτάχυνση βαρύτητας (m / s²)
H - ύψος πτώσης (m)
t - χρόνος πτώσης
Εκτός από τον τύπο που φαίνεται παραπάνω, είναι δυνατόν να προσδιοριστεί το μέγεθος της επιτάχυνσης της βαρύτητας χωρίς να γνωρίζουμε τον χρόνο πτώσης. Για αυτό, εφαρμόζουμε την αρχή της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας: λέμε ότι το σύνολο βαρυτική δυνητική ενέργεια μετατράπηκε σε κινητική ενέργεια, επομένως, πρέπει:
Ο τύπος που φαίνεται παραπάνω, ο οποίος σχετίζεται με την επιτάχυνση της βαρύτητας με το ύψος και την ταχύτητα πτώσης, μπορεί επίσης να ληφθεί από το Εξίσωση Torricelli.
Τύπος επιτάχυνσης βαρύτητας
Η επιτάχυνση της βαρύτητας μπορεί να επιτευχθεί με άλλους τρόπους, εκτός από τις κινηματικές εξισώσεις, όπως φαίνεται παραπάνω. Ένα από αυτά είναι μέσω της χρήσης του νόμος της καθολικής βαρύτητας, σε Ισαάκ Νιούτον. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, η επιτάχυνση της βαρύτητας μπορεί να επιτευχθεί με τον ακόλουθο τύπο:
σολ - σταθερά καθολικής βαρύτητας (6.67408.10-11Nm² / kg²)
Μ - Γήινη μάζα (kg)
ρ - ακτίνα της Γης (m)
Ασκήσεις επιτάχυνσης βαρύτητας
Ερώτηση 1 - Γνωρίζοντας ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας στην επιφάνεια της Σελήνης είναι περίπου το 1/5 της βαρύτητας της Γης, είναι σωστό να δηλώνεται ότι:
α) για δύο πανομοιότυπα εγκαταλελειμμένα σώματα του ίδιου ύψους στη Σελήνη και στη Γη, ο χρόνος πτώσης του αντικειμένου που πέφτει στη Σελήνη θα είναι πέντε φορές μικρότερος από τον χρόνο του αντικειμένου που πέφτει στη Γη.
β) για δύο πανομοιότυπα εγκαταλελειμμένα σώματα του ίδιου ύψους στη Σελήνη και στη Γη, την ταχύτητα του αντικειμένου που πέφτει στο φεγγάρι, αμέσως πριν αγγίξει το έδαφος, θα είναι πέντε φορές μικρότερο από το αντικείμενο που πέφτει στο Γη.
γ) ο χρόνος πτώσης για δύο πανομοιότυπα σώματα που εγκαταλείπονται από το ίδιο ύψος στη Σελήνη και τη Γη θα είναι ο ίδιος.
δ) καμία από τις εναλλακτικές λύσεις.
Ανάλυση:
Όταν απελευθερώνεται στη Σελήνη, ένα αντικείμενο θα υπόκειται σε βαρύτητα πέντε φορές από αυτό της Γης. Με αυτόν τον τρόπο, η ταχύτητα με την οποία θα φτάσει αυτό το σώμα θα είναι πέντε φορές πιο αργή, οπότε η σωστή εναλλακτική λύση είναι το γράμμα Β.
Ερώτηση 2 - Μια μπάλα μπόουλινγκ και ένα φτερό απελευθερώνονται από το ίδιο ύψος, σε μια περιοχή όπου δημιουργείται ένα μερικό κενό. Χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι δυνάμεις τριβής μεταξύ των αντικειμένων και του αέρα, σημειώστε τη σωστή εναλλακτική.
α) Η πένα και η μπάλα μπόουλινγκ θα χτυπήσουν μαζί στο έδαφος.
β) Η μπάλα μπόουλινγκ θα φτάσει στο έδαφος πριν από την ποινή.
γ) Η ποινή θα φτάσει στο έδαφος με ταχύτητα πιο αργή από εκείνη της μπάλας μπόουλινγκ.
δ) Η μπάλα μπόουλινγκ θα φτάσει στο έδαφος με ταχύτητα πιο αργή από την ποινή.
Ανάλυση:
Δεδομένου ότι η αντίσταση του αέρα μπορεί να παραμεληθεί, η πένα και η μπάλα μπόουλινγκ θα πέσουν και οι δύο με την ίδια επιτάχυνση, οπότε θα χτυπήσουν στο έδαφος ταυτόχρονα. Έτσι, η σωστή εναλλακτική λύση είναι το γράμμα Α.
Από τον Rafael Hellerbrock
Καθηγητής φυσικής
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-da-gravidade.htm
