Ускорениедаетсила тяжести - скорость падающего тела, в свободное падение, по направлению к центру Земли. На уровне моря ускорение свободного падения Земли в среднем составляет 9,8 м / с². Гравитация зависит от таких факторов, как масса и радиус планеты, и одинакова для всех тел, независимо от их массы.
Смотрите также: Ускорение - все об этой величине векторной физики
Что такое ускорение свободного падения?
Ускорение свободного падения - это мера изменения скорости тел, которые падают с определенной высоты по отношению к Земле. Когда объект падает в свободном падении, его скорость изменяется со скоростью 9,8 м / с каждую секунду. Эта мера ускорения одинаково для всех тел, даже разной массы, если не учитывать действие диссипативные силы, как сопротивление воздуха.
Сколько стоит ускорение свободного падения?
Величина ускорения свободного падения на поверхности земляварьируется в зависимости от расстояния, на котором мы находимся от ядра Земли. На расстоянии примерно 6370 км, когда мы находимся на уровне моря, земная гравитация в среднем составляет 9,8 м / с². Однако это значение может варьироваться в зависимости от плотности почвы, наличия подземных пустот и т. Д.
По мере удаления от уровня моря ускорение свободного падения различается по форме обратно пропорциональный квадрат расстоянияпоэтому, когда мы находимся на высоте 6470 км над уровнем моря (12 940 км до центра Земли), величина силы тяжести будет равна ¼ от ее первоначального значения, примерно 2,45 м / с².
Смотрите также: Почему мы не чувствуем вращения Земли?
Как рассчитать ускорение свободного падения?
ускорение свободного падения можно рассчитать по-разному. Самый распространенный способ - через уравнения кинематика связанные со свободным падением. Ниже приведена формула, которая связывает высоту со временем падения и которую можно использовать для расчета местного значения силы тяжести.
g - ускорение свободного падения (м / с²)
H - высота падения (м)
t - время падения (с)
В дополнение к приведенной выше формуле можно определить величину ускорения свободного падения, не зная времени падения. За это, мы применяем принцип сохранения механической энергии: мы говорим, что весь гравитационно потенциальная энергия превратился в кинетическая энергия, таким образом, мы должны:
Приведенная выше формула, которая связывает ускорение свободного падения с высотой падения и скоростью, также может быть получена из Уравнение Торричелли.
Формула ускорения силы тяжести
Ускорение свободного падения может быть получено другими способами, помимо кинематических уравнений, как показано выше. Один из них - использование закон всемирного тяготения, в Исаак Ньютон. Согласно этому закону, ускорение свободного падения можно получить по следующей формуле:
грамм - постоянная всемирного тяготения (6,67408,10-11Нм² / кг²)
M - Масса Земли (кг)
р - радиус Земли (м)
Упражнения на ускорение силы тяжести
Вопрос 1 - Зная, что ускорение свободного падения на поверхности Луны составляет примерно 1/5 от силы тяжести Земли, правильно утверждать, что:
а) для двух одинаковых брошенных тел одинаковой высоты на Луне и на Земле время падения объекта на Луну будет в пять раз меньше времени падения объекта на Землю.
б) для двух одинаковых брошенных тел одинаковой высоты на Луне и на Земле скорость объекта, падает на Луну, непосредственно перед тем, как коснуться земли, будет в пять раз меньше, чем объект, падающий на Земля.
в) время падения двух одинаковых тел, брошенных с одной и той же высоты на Луну и Землю, будет одинаковым.
г) ни одной из альтернатив.
разрешение:
Когда объект будет выпущен на Луну, он будет подвергаться гравитации, в пять раз превышающей земную. Таким образом, скорость, с которой это тело достигнет земли, будет в пять раз меньше, поэтому правильной альтернативой будет буква B.
Вопрос 2 - Шар для боулинга и перо выпускаются с одной высоты в области, где создается частичный вакуум. Не обращая внимания на действие любых сил трения между предметами и воздухом, отметьте правильный вариант.
а) Ручка и шар для боулинга упадут на землю одновременно.
б) Шар для боулинга достигнет земли перед штрафным ударом.
c) Штрафной удар достигнет земли со скоростью, меньшей, чем скорость шара для боулинга.
г) Шар для боулинга достигнет земли со скоростью, меньшей, чем наказание.
Разрешение:
Поскольку сопротивлением воздуха можно пренебречь, ручка и шар для боулинга упадут с одинаковым ускорением, так что они упадут на землю одновременно. Таким образом, правильная альтернатива - буква А.
Рафаэль Хеллерброк
Учитель физики
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-da-gravidade.htm
