Apakah percepatan penurunan percuma?

Apakah percepatan penurunan percuma?
Anonim

Jawapan:

#g = 9.80665 # # "m / s" ^ 2 # (lihat di bawah)

Penjelasan:

Dalam keadaan di mana zarah berada jatuh bebas, yang sahaja daya yang bertindak pada objek adalah tarikan menurun disebabkan oleh medan graviti bumi.

Oleh kerana semua kuasa menghasilkan percepatan (hukum gerakan kedua Newton), kami mengharapkan objek mempercepatkan ke permukaan bumi kerana tarikan graviti ini.

Ini pecutan akibat graviti berhampiran permukaan Bumi (simbol "# g #") adalah sama untuk semua objek berhampiran permukaan Bumi (yang tidak dipengaruhi oleh sebarang daya lain yang dapat menguasai daya graviti ini dengan mudah, seperti zarah subatomik dan elektromagnet interaksi).

Nilai # g # diseragamkan sebagai pemalar:

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

Walau bagaimanapun, terdapat banyak faktor yang boleh menjejaskan nilai ini bergantung kepada di mana objek berada, jadi anggaran hampir selalu digunakan dalam pengiraan (paling umum #10# # "m / s" ^ 2 #, #9.8# # "m / s" ^ 2 #, atau #9.81# # "m / s" ^ 2 #).

#ul (bb ("Maklumat Tambahan" #:

Nilai ini # g # kedua-duanya percubaan ditentukan dan ditentukan menerusi Undang-undang graviti Newton, yang menyatakan

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

di mana

  • #F_ "grav" # adalah daya graviti yang dialami di antara dua objek

  • # G # adalah pemalar graviti (jangan mengelirukan ini dengan # g #!), ditakrifkan sebagai # 6.674xx10 ^ -11 ("N" · "m" ^ 2) / ("kg" ^ 2) #

  • # m_1 # dan # m_2 # adalah massa dari dua objek dalam kilogram, tanpa perintah tertentu

  • # r # adalah jarak antara mereka, dalam meter

Jika objek itu berhampiran permukaan Bumi, jarak antara Bumi dan objek pada dasarnya adalah jejari kita bumi (#r_ "E" #). Juga, salah satu daripada objek 'massa adalah jisim bumi #m_ "E" #, jadi kita ada

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

Apa yang boleh kita lakukan untuk mencari nilai # g # adalah …

Pertama mengenali Undang-undang kedua Newton, yang jika pecutan itu # g # adalah

#F_ "grav" = mg #

kita boleh menggantikan nilai ini untuk #F_ "grav" # dalam persamaan di atas, untuk menghasilkan

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

Membahagikan kedua belah pihak dengan # m #:

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

Apakah persamaan ini memberitahu kami?

Perhatikan bagaimana nilai objek tersebut # m # tidak lagi menjadi sebahagian daripada persamaan ini … ini membuktikan bahawa # g # adalah sepenuhnya bebas jisim objek.

Nilai # g # boleh didapati dengan menggunakan pemalar graviti, jisim Bumi (# 5.9722 xx 10 ^ 24 # # "kg" #) dan radius bumi (#6371008# # "m"):

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

# = warna (biru) (9.8 # #color (biru) ("m / s" ^ 2 #