ГлавнаяИстория физикиЗнаменательные событияКрупные ученные - ФизикиКонтакты

Свободным падением называют падение тел из состояния покоя в безвоздушном пространстве под действием притяжения Земли. Падение тел является свободным лишь в том случае, когда на падающее тело действует только сила тяжести. Свободное падение тел впервые исследовал Галилей, который установил, что свободно падающие тела движутся равноускоренно с одинаковым для всех тел ускорением. Если провести такой опыт: взять длинную стеклянную трубку, поместим в длинную стеклянную трубку три разных по массе предмета, например дробинку, пробку и птичье перышко. Потом резко перевернуть трубку, то на ее дно сначала упадет дробинка, потом пробка, а затем перышко. Так происходит потому, что в трубке есть воздух, создающий разное сопротивление движению этих тел. Если воздух из трубки откачать, то все три тела падают одновременно. Значит, в вакууме все тела независимо от их масс падают с одинаковым ускорением.

Опытным путем установлено, что значение ускорения свободного падения не зависит от массы падающего тела, но зависит от географической широты местности и высоты подъема над земной поверхностью. Земля - не шар, а эллипсоид вращения, т. е. радиус Земли на полюсе меньше радиуса Земли на экваторе. Поэтому сила тяжести и вызываемое ею значение ускорения свободного падения на полюсе больше, чем на экваторе. Земля вращается вокруг своей оси и это влияет на ускорение свободного падения, приводя к его зависимости от географической широты местности. Ускорение свободного падения состоит из двух понятий: гравитационного ускорения и центробежного ускорения.

Зависимость ускорения свободного падения от радиуса Земли и высоты тела над Землей непосредственно вытекает из формулы закона всемирного тяготения. И. Ньютон установил один из фундаментальных законов механики, получивший название закона всемирного тяготения: любые две материальные частицы притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Эту силу называют силой тяготения (или гравитационной силой).

F=G*m1*m2/R2

Независимость этого ускорения от массы падающего тела следует из второго закона Ньютона и закона всемирного тяготения.

F=m*g

Падение тел является свободным лишь в том случае, когда на падающее тело действует только сила тяжести. Падение тел в воздухе можно приближенно считать свободным лишь при условии, что сопротивление воздуха мало и им можно пренебречь. В этом случае гравитационное ускорение можно вычислить по формуле:

g=G*M/R2.
,
где G=6,6742·10-11м3с-2кг-1 - гравитационная постоянная, M - масса, R - радиус.

Описывание свободное падение

Так как уже знаем, что свободное падение представляет собой равноускоренное движение без начальной скорости, тогда к нему можно применять формулы:

ϑ=g*t, h=g*t2/2, ϑ2=2*g*h

, где ϑ - мгновенная скорость тела; t - время падения; h - высота, с которой падает тело.



Реклама:







Значение ускорения свободного падения

Значение ускорения свободного падения в глубине Земли


r, км

g, м/с2

r, км

g, м/с2

0
9,81
2500
10,04
10
9,82
2900
10,37
33
9,85
4000
8,03
100
9,89
4500
6,96
600
10,01
5000
6,24
1000
9,95
5500
4,11
1500
9,87
6000
1,77
2000
9,86
6371
0

Значение ускорения свободного падения в различных местах Земли м/с2

На плюсе 9,83235 На экваторе 9,78049
На широте 45о 9,80612 Нормальное 9,80665

Значение для некоторых городов

Архангельск 9,8228 Одесса 9,8077
Будапешт 9,8085 Париж 9,8094
Вашигтон 9,8078 Рим 9,8037
Ленинград 9,8192 Токио 9,7880
Москва 9,8156    
       

Значение ускорения свободного падения на различной высоте над Землей


h, км

g, м/с2

h, км

g, м/с2

0
9,8066
20
9,7452
0,05
9,8065
30
9,7147
0,1
9,8063
50
9,6542
0,5
9,8051
100
9,505
1
9,8036
500
8,45
2
9,8005
5000
3,08
3
9,7974
10 000
1,50
5
9,7912
50 000
0,13
10
9,7759
400 000
0,0025

Значение ускорения свободного падения на поверхности некоторых небесных тел (для экватора), м/с2

Венера 8,8 Марс 3,8 Солнце 274,0
Земля 9,8 Меркурий 3,7 Уран 9,8
Луна 1,6 Нептун 13,5 Юпитер 23,5



...