Versnellinggeeftzwaartekracht is de snelheid van een vallend lichaam, in vrije val, naar het middelpunt van de aarde. Op zeeniveau is de versnelling van de zwaartekracht van de aarde gemiddeld 9,8 m/s². Zwaartekracht hangt af van factoren zoals de massa en straal van de planeet en is hetzelfde voor alle lichamen, ongeacht hun massa.
Zie ook: Versnelling - alles over deze vectorfysica-hoeveelheid
Wat is zwaartekrachtversnelling?
De versnelling door de zwaartekracht is een maat voor de variatie in snelheid van lichamen die vanaf een bepaalde hoogte ten opzichte van de aarde vallen. Wanneer een object in vrije val valt, varieert zijn snelheid met een snelheid van 9,8 m/s per seconde. Deze maat voor versnelling is hetzelfde voor alle lichamen, zelfs die van verschillende massa's, als we de actie van. negeren dissipatieve krachten, zoals de luchtweerstand.
Hoeveel is de versnelling van de zwaartekracht waard?
De grootte van de versnelling van de zwaartekracht op het oppervlak van de Aardevarieert afhankelijk van de afstand die we tot de kern van de aarde hebben. Op een afstand van ongeveer 6370 km, wanneer we ons op zeeniveau bevinden, is de aardse zwaartekracht gemiddeld 9,8 m/s². Deze waarde kan echter variëren naargelang de bodemdichtheid, de aanwezigheid van ondergrondse lege ruimtes, enz.
Naarmate we ons verder van zeeniveau verwijderen, zwaartekrachtversnelling varieert in vorm omgekeerd evenredig kwadraat van de afstand, daarom, wanneer we ons op een hoogte van 6470 km boven zeeniveau bevinden (12.940 km van het middelpunt van de aarde), zal de waarde van de zwaartekracht gelijk zijn aan its van de oorspronkelijke waarde, ongeveer 2,45 m/s².
Zie ook: Waarom voelen we de aarde niet draaien?
Hoe zwaartekrachtversnelling berekenen?
de versnelling van de zwaartekracht kan op verschillende manieren worden berekend. De meest gebruikelijke manier is door de vergelijkingen van kinematica gerelateerd aan vrije valbewegingen. Hieronder staat de formule die de hoogte relateert aan de valtijd die kan worden gebruikt om de lokale zwaartekrachtwaarde te berekenen.
g - zwaartekrachtversnelling (m/s²)
H - valhoogte (m)
t - herfsttijd(en)
Naast de bovenstaande formule is het mogelijk om de grootte van de zwaartekrachtversnelling te bepalen zonder de valtijd te kennen. Voor deze, we passen het principe van behoud van mechanische energie toe: we zeggen dat het geheel zwaartekracht potentiële energie veranderd in kinetische energie, dus we moeten:
De bovenstaande formule, die zwaartekrachtversnelling relateert aan valhoogte en -snelheid, kan ook worden verkregen uit de Torricelli-vergelijking.
Formule voor zwaartekrachtversnelling Acc
De versnelling van de zwaartekracht kan op andere manieren worden verkregen, naast de kinematische vergelijkingen, zoals hierboven weergegeven. Een daarvan is door het gebruik van de wet van universele zwaartekracht, in Isaac Newton. Volgens deze wet kan de versnelling van de zwaartekracht worden verkregen met de volgende formule:
G – constante van universele zwaartekracht (6.67408.10-11Nm²/kg²)
M – Aardemassa (kg)
r – straal van de aarde (m)
Zwaartekrachtversnellingsoefeningen
Vraag 1 - Wetende dat de versnelling van de zwaartekracht op het maanoppervlak ongeveer 1/5 van de zwaartekracht van de aarde is, is het correct om te stellen dat:
a) voor twee identieke verlaten lichamen van dezelfde hoogte op de maan en op aarde, zal de valtijd van het object dat op de maan valt vijf keer korter zijn dan de tijd van het object dat op aarde valt.
b) voor twee identieke verlaten lichamen van dezelfde hoogte op de maan en op aarde, de snelheid van het object dat op de maan valt, vlak voordat het de grond raakt, zal vijf keer kleiner zijn dan het object dat op de maan valt Aarde.
c) de valtijd voor twee identieke lichamen die vanaf dezelfde hoogte op de maan en de aarde zijn achtergelaten, zal hetzelfde zijn.
d) geen van de alternatieven.
Resolutie:
Wanneer het op de maan wordt losgelaten, wordt een object onderworpen aan een zwaartekracht die vijf keer zo groot is als die van de aarde. Op deze manier zal de snelheid waarmee dit lichaam de grond bereikt vijf keer langzamer zijn, dus het juiste alternatief is de letter B.
Vraag 2 - Een bowlingbal en een veer worden van dezelfde hoogte losgelaten, in een gebied waar een gedeeltelijk vacuüm wordt gecreëerd. Markeer het juiste alternatief, zonder rekening te houden met de werking van wrijvingskrachten tussen de objecten en de lucht.
a) Pen en bowlingbal zullen samen de grond raken.
b) De bowlingbal zal de grond bereiken voor de strafschop.
c) De straf zal de grond bereiken met een lagere snelheid dan die van de bowlingbal.
d) De bowlingbal zal de grond bereiken met een lagere snelheid dan de straf.
Resolutie:
Omdat de luchtweerstand kan worden verwaarloosd, vallen de pen en de bowlingbal beide onder dezelfde versnelling, zodat ze tegelijkertijd de grond raken. Het juiste alternatief is dus de letter A.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-da-gravidade.htm
