Прискорення вільного падіння
згадка поняття прискорення вільного падіння нерідко супроводжується прикладами і дослідами з шкільних підручників, в рамках яких різні за вагою предмети (зокрема, перо і монета) були скинуті з однакової висоти. Здається абсолютно очевидною, що предмети впадуть на землю через різні проміжки часу (перо так взагалі може не впасти). Стало бути, вільне падіння тел не підкоряється лише одному конкретному правилу. Однак це здається само собою зрозумілим лише зараз, деякий час назад було потрібно проведення дослідів для того, щоб це підтвердити. Дослідники розумно припустили, що на падіння тіл діє якась сила, яка впливає на їх рух і, як наслідок, швидкість вертикального пересування. Далі були не менш знамениті досліди зі скляними трубками з розташованими всередині монетою і пером (для чистоти експерименту). З трубок був викачаний повітря, після чого вони було герметично закупорені. Яке ж було здивування дослідників, коли і перо, і монета, незважаючи на очевидно різну вагу, падають з однаковою швидкістю.
Такий досвід послужив основою не тільки для створення самого поняття прискорення вільного падіння (УСП), але і для припущення про те, що вільне падіння (тобто падіння тіла, на яке не діють ніякі протидіючі сили) можливо тільки в вакуумі. В повітрі ж, який є джерелом опору, всі тіла рухаються з прискоренням.
Відео: Галілео. Експеримент. м`ячики
Так з`явилося поняття прискорення вільного падіння, отримало таке визначення:
- падіння тіл зі стану спокою під впливом сили тяжіння Землі.
Цьому поняттю була присвоєна буква грецького алфавіту g (ШЕ).
На основі таких дослідів стало ясно, що УСП зовсім точно характерно для Землі, оскільки відомо, що на нашій планеті є сила, яка притягує до своєї поверхні всі тіла. Виник, проте, інше питання: як виміряти цю величину і чому вона дорівнює.
Рішення першого запитання найшлося досить швидко: вчені за допомогою спеціальної фотозйомки зафіксували положення тіла під час падіння в безповітряному просторі в різні відрізки часу. З`ясувалася цікава річ: все тіла в даному місці Землі падають з однаковим прискоренням, яке, тим не менш, дещо різниться в залежності від конкретного місця на планеті. При цьому висота, з якої тіла почали свій рух, не має ніякого значення: це можуть бути 10, 100 або 200 метрів.
Відео: 3.11-2 Вільне падіння. Прискорення вільного падіння
Вдалося з`ясувати: прискорення вільного падіння на Землі дорівнює приблизно 9.8 Н / кг. За фактом же ця величина може знаходитися в проміжку від 9.78 Н / кг до 9.83 Н / кг. Така різниця (нехай і невелика в очах обивателя) тлумачиться як формою Землі (Яка не зовсім куляста, а пріплюснутая біля полюсів), так і добовим обертанням Землі навколо Сонця. Як правило, для підрахунків береться середня величина - 9,8 Н / кг, при великих числах - округляється до 10 Н / кг.
g = 9,8 Н / кг
Відео: 16 Прискорення падіння на Землі та інших небесних тілах
На тлі отриманих даних видно, що прискорення вільного падіння на інших планетах відрізняється від оного на Землі. Вчені прийшли до висновку, що висловити його можна наступною формулою:
g = G х M планети / (R планети) (2)
Говорячи простими словами: G (Гравітаційна стала (6,67 • 10 (-11) м2 / с2 кг)) потрібно помножити на M - масу планети-, розділити на R - радіус планети в квадраті. Наприклад, знайдемо прискорення вільного падіння на Місяці. Знаючи, що її маса дорівнює 7,3477·-10 (22) кг, а радіус - 1737,10 км, знаходимо, що УСП = 1,62 Н / кг. Як видно, прискорення на двох планет разюче відрізняються один від одного. Зокрема, на Землі воно практично у 6 разів більше! Простіше кажучи, Місяць притягує предмети, що знаходяться на її поверхні, з силою, меншою в 6 разів, ніж Земля. Саме тому космонавти на Місяці, яких ми бачимо по телебаченню, ніби стають легше. Фактично, вона втрачає вагу (НЕ масу!). Результатом стають забавні ефекти на зразок стрибків на кілька метрів, відчуття польоту і довгі кроки.
