תְאוּצָהנותןכוח משיכה הוא קצב המהירות של גוף נופל, ב נפילה חופשית, לכיוון מרכז כדור הארץ. בגובה פני הים האצת כוח המשיכה של כדור הארץ הוא, בממוצע, 9.8 מ 'לשנייה. כוח הכבידה תלוי בגורמים כמו המסה והרדיוס של כדור הארץ והוא זהה לכל הגופים, ללא קשר למסותיהם.
ראה גם: האצה - הכל על כמות הפיזיקה הווקטורית הזו
מהי האצת כוח הכבידה?
התאוצה עקב כוח המשיכה היא מדד לשינוי המהירות של גופים שנשמטים מגובה מסוים ביחס לכדור הארץ. כאשר אובייקט נופל חופשי, מהירותו משתנה בקצב של 9.8 מ / ש בכל שנייה. מדד האצה זה הוא אותו דבר לכל הגופים, אפילו לאלה של המונים שונים, אם אנו מתעלמים מהפעולה של כוחות פיזור, כמו גרירת האוויר.
כמה שווה האצת הכבידה?
גודל תאוצת כוח הכבידה על פני השטח כדור הארץמשתנה בהתאם למרחק שאנחנו מליבת כדור הארץ. במרחק של כ- 6370 ק"מ כשאנחנו בגובה פני הים, כוח המשיכה הארצי הוא, בממוצע, 9.8 מ '/ ש"ר. עם זאת, ערך זה יכול להשתנות בהתאם לצפיפות הקרקע, לנוכחות שטחים ריקים תת קרקעיים וכו '.
כשאנחנו מתרחקים מעל פני הים, ה- האצת כוח הכבידה משתנה בצורתם
ביחס הפוך בריבוע המרחקלכן, כאשר אנו נמצאים בגובה של 6470 ק"מ מעל פני הים (12,940 ק"מ למרכז כדור הארץ), ערך הכבידה יהיה שווה ל- ¼ מערכו המקורי, בערך 2.45 m / s².ראה גם: מדוע איננו מרגישים שכדור הארץ מסתובב?
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
כיצד לחשב את האצת כוח הכבידה?
האצת כוח הכבידה ניתן לחשב בדרכים שונות. הדרך הנפוצה ביותר היא באמצעות המשוואות של קינמטיקה קשור לתנועת נפילה חופשית. להלן הנוסחה המתייחסת לגובה לזמן הנפילה ובאמצעותה ניתן לחשב את ערך הכבידה המקומי.
g - האצת כוח הכבידה (m / s²)
H - גובה הנפילה (מ ')
t - זמן נפילה
בנוסף לנוסחה המוצגת לעיל, ניתן לקבוע את גודל התאוצה של כוח הכבידה מבלי לדעת את זמן הנפילה. לזה, אנו מיישמים את העיקרון של שימור אנרגיה מכנית: אנו אומרים את כל זה אנגריה פוטנציאלית של כוח המשיכה הפך ל אנרגיה קינטיתלפיכך, עלינו:
ניתן להשיג את הנוסחה המוצגת לעיל, המתייחסת להאצת הכבידה לגובה הנפילה ומהירות, משוואת טוריסלי.
נוסחת האצת כוח הכבידה
ניתן להשיג את האצת הכבידה בדרכים אחרות מלבד המשוואות הקינמטיות, כפי שמוצג לעיל. אחד מהם הוא באמצעות חוק הכבידה האוניברסלי, ב אייזק ניוטון. על פי חוק זה ניתן להשיג את האצת הכבידה בנוסחה הבאה:
ז - קבוע של כוח משיכה אוניברסלי (6.67408.10-11Nm² / kg²)
M - מסת כדור הארץ (ק"ג)
ר - רדיוס כדור הארץ (מ ')
תרגילי האצת כוח משיכה
שאלה 1 - בידיעה שתאוצת הכבידה על פני הירח היא בערך 1/5 מכוח המשיכה של כדור הארץ, נכון לקבוע כי:
א) עבור שני גופים נטושים זהים בגובה זהה על הירח ועל כדור הארץ, זמן הנפילה של האובייקט הנופל על הירח יהיה פחות מחמש פעמים מזמן האובייקט שנופל על כדור הארץ.
ב) עבור שני גופים נטושים זהים בגובה זהה על הירח ועל כדור הארץ, מהירות האובייקט ש נופל על הירח, מיד לפני הנגיעה בקרקע, יהיה קטן פי חמש מהאובייקט הנופל על כדור הארץ.
ג) זמן הנפילה של שני גופים זהים שננטשו מאותו גובה על הירח ועל כדור הארץ יהיה זהה.
ד) אף אחת מהחלופות.
פתרון הבעיה:
כאשר הוא משוחרר על הירח, אובייקט יהיה נתון לכוח המשיכה פי חמש מזה של כדור הארץ. באופן זה, המהירות בה גוף זה יגיע לקרקע תהיה איטית פי חמישה, ולכן האלטרנטיבה הנכונה היא האות ב '.
שאלה 2 - כדור באולינג ונוצה משוחררים מאותו גובה, באזור בו נוצר ואקום חלקי. התעלם מפעולת כוחות חיכוך בין האובייקטים לאוויר, סמן את החלופה הנכונה.
א) עט וכדור באולינג יפגעו בקרקע יחד.
ב) כדור הבאולינג יגיע לקרקע לפני העונש.
ג) העונש יגיע לקרקע במהירות איטית מזו של כדור הבאולינג.
ד) כדור הבאולינג יגיע לקרקע במהירות איטית מהעונש.
פתרון הבעיה:
מכיוון שניתן להזניח התנגדות אוויר, העט וכדור הבאולינג ייפלו כפופים לאותה תאוצה, ולכן הם יפגעו בקרקע בו זמנית. לפיכך, האלטרנטיבה הנכונה היא האות א '.
מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
הלרברוק, רפאל. "האצת כוח הכבידה"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-da-gravidade.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.
