Галактики

Прискорення вільного падіння на землі

Що таке прискорення вільного падіння ? Насправді, це прискорення, яке надає тілу силу тяжіння, незалежно від інших впливаючих на нього сил.
Поняття прискорення вільного падіння використовується в рівнянні руху тіл у неінерційних системах відліку. Тобто застосовуються при русі з прискоренням або системах відліку, повертаються відносно інерціальної. При цьому воно дорівнює силі тяжіння, яка діє на тіло.
Як встановили, прискорення вільного падіння нашої планети (g) на екваторі дорівнює приблизно 9,78 м/с2, а на полюсах збільшується до 9,82 м/с2. Хоча для точних розрахунків прийнято використовувати середнє або стандартне значення g=9,80665 м/с2. Також часто його значенням вказують 9,8 або ж округляють до 10 м/с2, але такі розрахунки мають лише приблизне значення.
До того ж, вільне падіння на можна виразити сумою двох прискорень. Якщо говорити точніше, то гравітаційного прискорення, на яке впливає земне тяжіння, і доцентрового прискорення, викликається в результаті обертання планети навколо своєї осі.

Між іншим, прискорення вільного падіння на інших планетах може відрізнятися. Вся справа в тому, що на нього впливають кілька факторів. Наприклад, земельне значення залежить від широти, часу доби, атмосферного тиску і т. д.
Оскільки на прискорення впливає відцентрові сили і радіус тіла, то вільне падіння на екваторі нижче, ніж на полюсах.
Для того, щоб розрахувати показник сили прискорення біля поверхні Землі необхідно звернутися до формулою:

Таким чином, ми отримаємо приблизно значення падіння тіл на певній широті.

Теорія Ньютона про прискорення вільного падіння

Можна сказати, що це одне з відкриттів Ісаака Ньютона. На основі досвіду своїх попередників він створив свою теорію про всесвітнє тяжіння.

Раніше Галілео Галілей проводив експерименти з рухом тіл в польоті. Хоча вважалося, чим менше важить об’єкт, тим повільніше він падає, і навпаки. Але Галілей встановив, що падіння тіл різної маси однаково. Тобто незалежно від маси тіл, їх приземлення ідентично. Правда, в експериментах була невелика неточність, яку Галілео списав на вплив опору повітря.
Крім цього завдяки законам Кеплера, геліоцентричної системи світу, а також накопиченому досвіду інших вчених, Ньютон обчислив існування тяжіння на Землі і в космосі.

Закон всесвітнього тяжіння

Як відомо, будь-який об’єкт притягається планетою або, простіше кажучи, тяжіє до її поверхні. Власне, з-за цього закон так називається.
Формулювання закону звучить наступним чином: два матеріальні об’єкта притягуються одне до одного з певною силою. Величина такої сили прямо пропорційна добутку маси даних об’єктів, а також обернено пропорційна квадрату відстані між ними.

Варто відзначити, що гравітаційна постійна (G), що використовується в Міжнародній системі одиниць, дорівнює 6,674 30(15)⋅10-11 м3·кг⁻1·с⁻2.

Крім того, між усіма матеріальними тілами діє сила взаємного тяжіння. Таке явище називають гравітацією.

Платон мені друг, Аристотель мені друг, але найбільший мій друг – істина. Сер Ісаак Ньютон

Правда, закон Ньютона застосовується лише для матеріальних об’єктів. Тобто діють у рамках класичної механіки. А ось взаємодія (сили тяжіння) на мікрорівні можна визначити наступним чином:

  • якщо одне тіло матеріально, а інше, наприклад, однорідний шар або сфера, тоді для розрахунку використовується маса тіла і маса кулі, а також відстань між центрами цих мас.
  • у випадку, коли обидва об’єкти є однорідними, використовують їх маси і відстань між центрами даних мас.

Безумовно, Ісаак Ньютон проробив величезну роботу, він визначив і довів принцип сили тяжіння. Тим більше, що його закон дійсний при астрономічних розрахунках. Адже на будь-яке космічне тіло діє сила тяжіння.
Звичайно, зараз ми вже можемо розрахувати прискорення вільного падіння на планеті, в тому числі і на нашій . Однак не варто забувати, скільки праці протягом сотень років вклали багато вчених.