Příklad gravitačního zrychlení vysvětluje zrychlení volného pádu objektu směrem k Zemi. Článek pojednává o podrobných informacích o takovém příkladu gravitačního zrychlení, který je uveden níže:
Padající předměty
Pojďme prozkoumat příklad gravitačního zrychlení ilustrující gravitační zrychlení na padajících předmětech.
Když pustíme míč z určité výšky na zem, zrychlí se dolů vlivem gravitační síly. Předpokládejme, že neexistují žádné jiné druhy sil působící na padající míč jinak než gravitací. V tom případě klesá s konstantní hodnotou gravitačního zrychlení 9.8 m/s2, která je určena Newtonovy zákony.
na Padající kouli
(kredit: Shutterstock)
Případ 1: Když házíme míč vodorovně po zemi, jeho rychlost se neustále zvyšuje, kromě toho, že ruší ostatní předměty. Pokud si před hodem necháme míček, je to rychlost je nulová. Po uvolnění směrem k zemi se začne zvyšovat. Čím větší je výška od uvolnění míče, tím rychleji se bude pohybovat.
Vzhledem k tomu, že žádný kontakt nebo bezkontaktní síla jako odpor vzduchu or elektromagnetická síla působící na pohybující se míč, gravitační síla vytváří konstantní gravitační zrychlení při pohybu podél a směrem k zemi.
Případ 2: Předpokládejme, že hodíme stejný míč kolmo do vzduchu. Své rychlost se nejprve zvýší, ale pak klesne na nulu protože míč se zastaví v určité výšce. Když se objekt vzdálí od země, jeho rychlost se sníží v důsledku odporu vzduchu nebo odporu vzduchu.
Jakmile však hmotnost nebo gravitační síla míče překoná odpor vzduchu, míč obrátí směr a padá k zemi s konstantním gravitačním zrychlením.
Gravitační zrychlení je konstantní zrychlení volného pádu, které objekt zažívá, když působí pouze gravitační síla v důsledku jeho hmotnosti mg.
Přečtěte si více o gravitačním zrychlení.
Hmotnost
Pojďme prozkoumat několik příkladů gravitačního zrychlení ilustrující gravitační zrychlení způsobené hmotností.
Předpokládejme, že upustíme kus peří a míč současně. Míč samozřejmě díky své velké hmotnosti rychle zrychluje. Peří má malou hmotnost, která nemůže překonat odpor vzduchu, což snižuje jeho zrychlení z konstantního gravitačního zrychlení.
(kredit: Shutterstock)
Hmotnost je fyzikální veličina, která měří záležitost předmětu, zatímco váha měří jak moc se hmotný předmět může zrychlit, když na něj nepůsobí žádné jiné síly. Proto se gravitační síla také nazývá tíhová síla.
Když ovoce roste na stromech, visí na větvích po velmi dlouhou dobu. Je to proto, že jeho hmotnost není schopna nahradit odpor vzduchu okolní atmosféry. Jakmile se však ovoce více rozvine, zvětší se i jeho hmota a také váha, která překonává odpor vzduchu; ovoce nakonec padá k zemi.
Skalní balvan má větší hmotnost než mramor a vykazuje vitálnější gravitační sílu. Ale také vykazuje větší tření, když to válce or skluzavky na povrchu země, který brání jeho pohybu. To je důvod, proč balvan zrychluje stejnou rychlostí jako světlý mramor.
Předpokládejme, že upustíme pírko a láhev současně do vakua, kde ne odpor vzduchu nebo tření existuje; oba budou padat při konstantním gravitačním zrychlení, protože na oba působí jedna síla. tj. gravitační síla.
Přečtěte si více o gravitačním zrychlení bez hmotnosti.
Beztíže
Pojďme prozkoumat příklad gravitačního zrychlení ilustrující stav beztíže ve vesmíru.
Astronauti pociťují „beztíže“ obíhající uvnitř raketoplánu kolem Země. Je to proto, že gravitační zrychlení závisí pouze na velké hmotnosti Země a nezávisí na malých hmotnostech astronautů; proto se jejich malé hmotnosti při určování hodnoty g vyruší.
Gravitační zrychlení ve vesmíru
(kredit: Shutterstock)
Všimli jste si nějakých volných předmětů plujících uvnitř raketoplánu? Stav se nazývá „beztíže'. Pokud jeden astronaut upustí malé zařízení do raketoplánu, zrychlí se směrem k Zemi. Ale astronaut zrychluje stejnou rychlostí; tak, aby padající zařízení zůstalo ve stejné poloze vzhledem k astronautovi.
Země s velkou hmotností působí na raketoplán gravitační silou. Od raketoplánu má veškeré jeho vnitřní příslušenství a astronauti nepatrnou hmotnost ve srovnání se Zemí; proto je přehlížena. To je důvod, proč astronaut a padající zařízení narazí na stav beztíže a oba se vznášejí uvnitř raketoplánu.
V předchozích článcích, již jsme objevili vzorec pro gravitační zrychlení g pomocí Newtonovy zákony závěrky,
g=GM/r2
Nahrazení všech hodnot pro planetu Zemi, hmotnost M jako 6 x 1024 kg vzdálenost mezi zemí a objektem 6.38 x 106 m a gravitační konstanta G jako 6.67 x 10-11 Nm2/ kg2, gravitační zrychlení g pro Zemi je 9.8 m/s2.
Proto v závislosti na konstantní hmotnosti Země a vzdálenosti mezi raketoplánem a Zemí je celý raketoplán vůči Zemi v konstantním gravitačním zrychlení.
Přečtěte si více o tom, jak vypočítat hmotnost z gravitační síly.
Různé planety
Pojďme prozkoumat gravitaci příklad zrychlení ilustrující gravitační zrychlení na různých planetách.
Předpokládejme, že váha člověka na zemi je 60 kg. V takovém případě je jeho hmotnost na Měsíci 6 kg, protože hodnota gravitačního zrychlení g na Měsíci je asi 1/6 hodnoty gravitačního zrychlení g Země. To znamená, že hodnota g se mění podle hmotnosti gravitujících planet.
na různých planetách
(kredit: Shutterstock)
Kvůli kratší hodnotě g Měsíce může astronaut chodit po jeho povrchu i přes těžký skafandr. Zatímco na planetě Jupiter, kde jsou hodnoty g třikrát větší než hodnota g na Zemi, se astronaut snaží postavit i uvnitř raketoplánu.
Přečtěte si více o tom, jak vypočítat hmotnost ze síly a vzdálenosti.
Satelit
Pojďme prozkoumat gravitaci příklad zrychlení ilustrující gravitační zrychlení na satelitu, který se vzdaluje od Země.
Když se družice vzdálí od Země ve výšce h, poloměr r mezi nimi se změní na (r+h). The odpor vzduchu síla překonává gravitační sílu na satelit. Proto se hodnota gravitačního zrychlení g na objektu mění, když se vzdaluje od zemského povrchu.
Vlivem gravitační síly parašutista při seskoku z letadla klesá s konstantním gravitačním zrychlením. Když ale parašutista otevře padák, začne odlétat od země. Padák působí proti gravitační síle, což snižuje rychlost rychlého pádu parašutisty a podporuje parašutistu k bezpečnému přistání.
Nadmořská výška a zeměpisná délka
Pojďme prozkoumat příklad gravitačního zrychlení ilustrující různé hodnoty gravitačního zrychlení na nadmořské výšce a délce.
I když je gravitační zrychlení g ekvivalentem na zemském povrchu, jeho hodnoty se pohybují od 9.764 m/s2 do 9.834 m/s2 na základě nadmořské výšky a délky. Je také významnější na zemských pólech než na jejím rovníku.
na nadmořské výšce a délce
(kredit: fyzika.info)
Protože zrychlení je vektorová veličina, jeho směr se mění podle umístění objektu. Gravitační zrychlení působí navždy směrem k zemskému středu; proto je na severním pólu v opačném směru. Ale protože obvod Země je obrovský, i když se ve městě pohybujeme z jednoho místa na druhé, směr g se mění jen velmi málo.
Hodnota g se mírně mění v závislosti na geologii. Hodnota g 9.8 m/s2 je shodný pro všechny objekty v blízkosti zemského povrchu a platí pro výšky do +10 km a hloubky do -20 km.
Také čtení:
- Třecí síla a dostředivé zrychlení
- Jak zjistit tahovou sílu se zrychlením
- Jak najít zrychlení vlivem gravitace na jiné planetě
- Vzorec zrychlení
- Vzorec tangenciálního zrychlení
- Jak zjistit úhlové zrychlení kola
- Jak najít hmotnost se zrychlením a silou
- Jak zjistit gravitační zrychlení se vzdáleností a časem
- Jak najít kinematiku zrychlení
- Jak najít graf rychlosti zrychlení
Dobrý den, jsem Manish Naik absolvoval magisterský titul z fyziky se specializací Solid-State Electronics. Mám tři roky zkušeností s psaním článků na téma fyzika. Psaní, jehož cílem bylo poskytnout přesné informace všem čtenářům, od začátečníků i odborníků.
Ve svém volném čase rád trávím čas v přírodě nebo navštěvuji historická místa.
Těšíme se na spojení přes LinkedIn –
