Mikä on vapaan pudotuksen kiihtyminen?

Mikä on vapaan pudotuksen kiihtyminen?
Anonim

Vastaus:

#g = 9.80665 # # "M / s" ^ 2 # (Katso alempaa)

Selitys:

Tilanteissa, joissa hiukkas on vapaa pudotus, vain esineeseen vaikuttava voima on maan painovoimakentän aiheuttama alaspäin suuntautuva veto.

Koska kaikki voimat tuottavat kiihtyvyyden (Newtonin toinen liikelaki), odotamme esineitä kiihdyttää kohti maan pintaa tämän gravitaatiovoiman takia.

Tämä kiihtyvyys, joka johtuu painovoimasta maan pinnan lähellä (symboli "# G #") on sama kaikki kohteet lähellä maan pintaa (joita ei vaikuta muut voimat, jotka voivat helposti hallita tätä gravitaatiovoimaa, kuten subatomiset hiukkaset ja niiden sähkömagneettinen vuorovaikutus).

Arvo # G # on vakioitu:

  • #color (sininen) (g = 9,80665 # #COLOR (sininen) ("m / s" ^ 2 #

On kuitenkin olemassa monia tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa tähän arvoon riippuen siitä, missä kohde sijaitsee, joten likiarvoja käytetään lähes aina laskelmissa (yleisimmin #10# # "M / s" ^ 2 #, #9.8# # "M / s" ^ 2 #, tai #9.81# # "M / s" ^ 2 #).

#ul (bb (lisätiedot) #:

Tämä arvo on # G # oli molemmat kokeellisesti määritetään ja määritetään Newtonin gravitaatiolaki, mitkä osavaltiot

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

missä

  • #F_ "grav" # on kahden kohteen välillä esiintyvä gravitaatiovoima

  • # G # on gravitaatiovakio (Älä sekoita tätä # G #!), määritelty # 6.674xx10 ^ -11 ("N" · "m" ^ 2) / ("kg" ^ 2) #

  • # M_1 # ja # M_2 # ovat kahden kohteen massat kilogrammoina, ei erityisessä järjestyksessä

  • # R # on niiden välinen etäisyys, metreinä

Jos kohde on lähellä maan pintaa, Maan ja kohteen välinen etäisyys on olennaisesti säde meille maan päällä (#r_ "E" #). Myös yksi esineiden massoista on maan massa #minulle"#, niin meillä on sitten

  • #color (vihreä) (F_ "grav" = (Gm_ "E" m) / ((r_ "E") ^ 2) #

Mitä voimme tehdä löytääkseen arvon # G # on …

Tunnista ensin Newtonin toinen laki, mikä jos kiihtyvyys on # G # on

#F_ "grav" = mg #

voimme korvata tämän arvon #F_ "grav" # edellä esitetyssä yhtälössä, tuottamaan

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

Molempien osapuolten jakaminen # M #:

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

Mitä tämä yhtälö kertoo?

Huomaa, miten kohteen arvo on # M # ei enää ole osa tätä yhtälöä … tämä osoittaa sen # G # on täysin riippumaton kohteen massasta.

Arvo # G # voidaan siis löytää käyttämällä gravitaatiovakioa, Maan massaa (# 5.9722 xx 10 ^ 24 # # "Kg" #) ja maapallon säde (#6371008# # "M"):

#g = ((6.674xx10 ^ -11 ("N" · "m" ^ 2) / ("kg" ^ 2)) (5.9722xx10 ^ 24kpl ("kg"))) / ((6371008color (valkoinen) (l) "m") ^ 2) #

# = väri (sininen) (9.8 # #COLOR (sininen) ("m / s" ^ 2 #