Kiihtyvyysantaapainovoima on putoavan rungon nopeuden nopeus vapaa pudotus, kohti maapallon keskustaa. Merenpinnalla maan painovoiman kiihtyvyys on keskimäärin 9,8 m / s². Painovoima riippuu tekijöistä, kuten planeetan massa ja säde, ja se on sama kaikille kehoille riippumatta niiden massasta.
Katso myös: Kiihtyvyys - kaikki tästä vektorifysiikan määrästä
Mikä on painovoiman kiihtyvyys?
Painovoimasta johtuva kiihtyvyys on mitta kehon nopeuden vaihtelusta, joka pudotetaan tietyltä korkeudelta maan suhteen. Kun esine putoaa vapaasti, sen nopeus vaihtelee nopeudella 9,8 m / s sekunnissa. Tämä kiihtyvyysmitta on sama kaikille ruumiille, myös eri massoille, jos jätämme huomiotta hajauttavat voimat, kuten ilman vetovoima.
Kuinka paljon painovoiman kiihtyvyys on arvoinen?
Painovoiman kiihtyvyyden suuruus pinnan pinnalla Maavaihtelee sen mukaan, kuinka kaukana olemme maapallon ytimestä. Noin 6370 km: n etäisyydellä merenpinnasta maanpinnan painovoima on keskimäärin 9,8 m / s². Tämä arvo voi kuitenkin vaihdella maaperän tiheyden, maanalaisten tyhjien tilojen jne. Mukaan.
Kun siirrymme pois merenpinnasta, painovoiman kiihtyvyys vaihtelee muodoltaan kääntäen verrannollinen neliön etäisyydenSiksi, kun olemme 6470 km merenpinnan yläpuolella (12 940 km maan keskelle), painovoiman arvo on yhtä suuri kuin ¼ alkuperäisestä arvostaan, noin 2,45 m / s².
Katso myös: Miksi emme tunne, että maapallo pyörii?
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Kuinka laskea painovoiman kiihtyvyys?
painovoiman kiihtyvyys voidaan laskea eri tavoin. Yleisin tapa on yhtälöiden kinematiikka liittyvät vapaapudotukseen. Alla on kaava, joka viittaa korkeuteen ja putoamisaikaan ja jota voidaan käyttää paikallisen painovoima-arvon laskemiseen.
g - painovoiman kiihtyvyys (m / s²)
H - putoamisen korkeus (m)
t - putoamisaika (t)
Edellä esitetyn kaavan lisäksi on mahdollista määrittää painovoiman kiihtyvyyden suuruus tuntematta putoamisaikaa. Tätä varten, sovellamme mekaanisen energian säästämisen periaatetta: sanomme, että koko gravitaatiopotentiaalienergia muuttui kineettinen energia, joten meidän on:
Edellä esitetty kaava, joka suhteuttaa painovoiman kiihtyvyyden pudotuksen korkeuteen ja nopeuteen, voidaan saada myös Torricellin yhtälö.
Painovoiman kiihtyvyyskaava
Painovoiman kiihtyvyys voidaan saada muilla tavoin kuin kinemaattiset yhtälöt, kuten yllä on esitetty. Yksi niistä on käyttämällä yleisen painovoiman laki, sisään Isaac Newton. Tämän lain mukaan painovoiman kiihtyvyys voidaan saavuttaa seuraavalla kaavalla:
G - yleisen painovoiman vakio (6.67408.10-11Nm² / kg²)
M - Maan massa (kg)
r - maan säde (m)
Painovoiman kiihdytysharjoitukset
Kysymys 1 - Kun tiedetään, että painovoiman kiihtyvyys Kuun pinnalla on noin 1/5 maapallon painovoimasta, on oikein todeta, että
a) kahdelle samanlaiselle hylätylle ruumiille, joilla on sama korkeus Kuulla ja Maapallolla, Kuuhun putoavan kohteen putoamisaika on viisi kertaa lyhyempi kuin maan päälle putoamisen aika.
b) kahdelle samanlaiselle hylätylle kappaleelle, jotka ovat saman korkeita Kuulla ja Maan päällä, sen kohteen nopeus putoaa kuuhun, juuri ennen kuin kosketat maata, on viisi kertaa pienempi kuin esine, joka putoaa Maa.
c) Kuun ja Maan samalta korkeudelta hylättyjen kahden samanlaisen ruumiin putoamisaika on sama.
d) mikään vaihtoehdoista.
Resoluutio:
Kun se vapautetaan Kuuhun, kohteelle kohdistuu painovoima, joka on viisi kertaa maan painovoima. Tällä tavoin nopeus, jolla tämä runko saavuttaa maan, on viisi kertaa hitaampi, joten oikea vaihtoehto on B-kirjain.
Kysymys 2 - Keilapallo ja sulka vapautetaan samalta korkeudelta alueelta, johon syntyy osittainen tyhjiö. Merkitse oikea vaihtoehto huomioimatta esineiden ja ilman välisten kitkavoimien vaikutusta.
a) Kynä ja keilapallo osuvat maahan yhdessä.
b) Keilapallo saavuttaa maan ennen rangaistusta.
c) Rangaistus saavuttaa maan nopeudella, joka on hitaampi kuin keilapallo.
d) Keilapallo saavuttaa maan nopeudella, joka on hitaampi kuin rangaistus.
Resoluutio:
Koska ilmavastus voidaan jättää huomiotta, kynä ja keilapallo putoavat samalla kiihtyvyydellä, joten ne törmäävät maahan samanaikaisesti. Siksi oikea vaihtoehto on A-kirjain.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
HELERBROCK, Rafael. "Painovoiman kiihtyvyys"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-da-gravidade.htm. Pääsy 27. kesäkuuta 2021.
