Ce este accelerarea caderii libere?

Ce este accelerarea caderii libere?
Anonim

Răspuns:

#g = 9.80665 # # "M / s" ^ 2 # (Vezi mai jos)

Explicaţie:

În situațiile în care se află o particulă cădere liberă, numai Forța care acționează asupra obiectului este tragerea în jos datorită câmpului gravitațional al pământului.

Deoarece toate forțele produc o accelerare (a doua lege a lui Newton de mișcare), așteptăm obiectele accelera spre suprafața pământului datorită acestei atracții gravitaționale.

Acest accelerația datorată gravitației de lângă suprafața Pământului (simbol "# G #") este același pentru toate obiecte din apropierea suprafeței Pământului (care nu sunt afectate de alte forțe care pot domina ușor această forță gravitațională, cum ar fi particulele subatomice și electromagnetic interacțiuni).

Valoarea a # G # este standardizată ca o constantă:

  • #color (albastru) (g = 9.80665 # #color (albastru) ("m / s" ^ 2 #

Cu toate acestea, există o mulțime de factori care pot afecta această valoare în funcție de locul în care se află obiectul, astfel încât aproximările sunt aproape întotdeauna folosite în calcule (cel mai frecvent #10# # "M / s" ^ 2 #, #9.8# # "M / s" ^ 2 #, sau #9.81# # "M / s" ^ 2 #).

#ul (bb ("Extra Info" #:

Această valoare a # G # a fost ambele experimental determinată și determinată prin Legea gravității lui Newton, care state

  • #F_ "grav" = (Gm_1m_2) / (r ^ 2) #

Unde

  • #F_ "grav" # este forța gravitațională experimentată între două obiecte

  • # G # este constanta gravitationala (nu confunda cu asta # G #!), definită ca # 6.674xx10 ^ -11 ("N" · "m" ^ 2) / ("kg" ^ 2) #

  • # # M_1 și # # M_2 sunt masele celor două obiecte în kilograme, în nicio ordine anume

  • # R # este distanța dintre ele, în metri

Dacă obiectul este lângă suprafața Pământului, distanța dintre Pământ și obiect este, în esență, raza pământului (#re"#). De asemenea, una dintre masele obiectelor este masa pământului #pe mine"#, așa că avem atunci

  • #color (verde) (F_ "grav" = (Gm_ "E" m) / ((r_E)

Ce putem face pentru a găsi valoarea # G # este…

Mai întâi recunoaște Legea a doua a lui Newton, care în cazul în care accelerația este # G # este

#F_ "grav" = mg #

putem înlocui această valoare pentru #F_ "grav" # în ecuația de mai sus, pentru a se obține

#mg = (Gm_ "E" m) / ((r_ "E") ^ 2) #

Împărțirea ambelor părți prin # M #:

  • #color (roșu) (g = (Gm_ "E") / ((r_ "E") ^ 2) #

Ce ne spune această ecuație?

Observați cum este valoarea obiectului # M # nu mai face parte din această ecuație … acest lucru dovedește acest lucru # G # este complet independent din masa obiectului.

Valoarea a # G # pot fi astfel găsite folosind constanta gravitațională, masa Pamantului (# 5.9722 xx 10 ^ 24 # #"kg"#) și raza Pământului (#6371008# # "M"):

#g = ((6,674xx10 ^ -11 ("N" · "m" ^ 2) / ("kg" ^ 2)) (5.9722xx10 ^ 24cancel ("kg")) / l) "m") ^ 2) #

# = culoare (albastru) (9,8 # #color (albastru) ("m / s" ^ 2 #