Як обчислити прискорення вільного падіння
Відео: Вільне падіння тіл. Прискорення вільного падіння. Механіка. урок 8
«Винахід велосипеда» насправді не так погано, як може здатися на перший погляд. При вивченні курсу фізики школярам часто пропонують розрахувати давно відоме значення: прискорення вільного падіння. Адже одного разу вирахувана самостійно, воно набагато щільніше осідає в головах учнів.
1
Закон всесвітнього тяжіння полягає в тому, що всі тіла у Всесвіті притягуються одне до одного з більшою або меншою силою. Знайти цю силу можна з рівняння: F = G * m1 * m2 / r ^ 2, де G - гравітаційна стала, рівна 6,6725 * 10 ^ (- 11) - m1 і m2 - маси тіл, а r - відстань між ними . Даний закон, втім, описує сумарну силу тяжіння обох тел: тепер потрібно висловити F для кожного з двох об`єктів.
2
Відповідно до закону Ньютона F = m * a, тобто твір прискорення на масу і дає силу. Виходячи з цього, закон всесвітнього тяжіння можна записати як m * a = G * m1 * m2 / r ^ 2. При цьому m і а, що стоять в лівій частині, можуть бути як параметрами одного тіла, так і другого.
3
Слід побудувати систему рівнянь для двох тіл, де в лівій частині будуть стояти m1 * a1 або m2 * a2. Якщо скоротити стоїть в обох частинах рівняння m, то вийдуть закони зміни прискорення a1 і a2. У першому випадку a1 = G * m2 / r ^ 2 (1), у другому a2 = G * m1 / r ^ 2 (2). сумарне прискорення тяжіння об`єктів є сумою a1 + a2.
4
Тепер варто зробити оцінку рівнянь з урахуванням поставленого завдання - знаходження сил всесвітнього тяжіння між землею і близьким до нього тілом. Для простоти робиться припущення, що тяжіння відбувається зарахунок ядра Землі (тобто центру), а тому r = віддалі від ядра до об`єкта, тобто радіусу планети (підйом над поверхнею вважається дуже незначним).
5
Друге рівняння може бути відкинуто: в чисельнику стоїть значення m1 першого порядку (кг), в той час як знаменник має -11 + (- 6), тобто -17 порядок. Очевидно, що вийшло прискорення дуже малий.
6
Прискорення тіла на поверхні землі може бути визначено підстановкою замість m2 маси землі, а замість r - радіуса. a1 = 6,6725 * 10 ^ (- 11) * 5,9736 * 10 ^ 24 / (6,371 * 10 ^ 6) ^ 2 = 9.822.
Поділися в соціальних мережах:
Схожі
- Як знайти прискорення вільного падіння
- Чому предмети падають вниз
- Як визначити вагу тіла
- Як визначити силу тяги
- Як збільшується маса при прискоренні
- Як виміряти вагу тіла
- Як розрахувати повну енергію
- Як визначити питому вагу
- Як розрахувати питому вагу
- Як знайти силу натягу нитки
- Як знайти вага з обсягу
- Як вивчити всі сили у фізиці
- Що таке невагомість
- Як досягти першої космічної швидкості
- Як розрахувати вагу тіла
- Як виміряти масу і вага
- Як розрахувати архимедову силу
- Як знайти час падіння тіла
- Як знайти вагу тіла
- Як перевести тонни в кілоньютонах
- Як дізнатися масу тіла