|
|
>>> Перейти на мобильный размер сайта >>> Учебное особие по физикеСвободное падение тел. Ускорение свободного паденияСвободное падение — это движение тела под действием только силы тяжести. На тело, падающее в воздухе, кроме силы тяжести действует сила сопротивления воздуха, следовательно, такое движение не является свободным падением. Свободное падение — это падение тел в вакууме. Ускорение Ускорение свободного падения Галилео Галилей установил (закон Галилея): все тела падают на поверхность Земли под действием земного притяжения при отсутствии сил сопротивления с одинаковым ускорением, т. е. ускорение свободного падения не зависит от массы тела. Убедиться в этом можно, используя трубку Ньютона или стробоскопический метод. Трубка Ньютона представляет собой стеклянную трубку длиной около 1 м, один конец которой запаян, а другой снабжен краном (рис. 1). Поместим в трубку три разных предмета, например дробинку, пробку и птичье перо. Затем быстро перевернем трубку. Все три тела упадут на дно трубки, но в разное время: сначала дробинка, затем пробка и, наконец, перо. Но так падают тела в том случае, когда в трубке есть воздух (рис. 1, а). Стоит только воздух откачать насосом и снова перевернуть трубку, мы увидим, что все три тела упадут одновременно (рис. 1, б).
Рис. 1 В земных условиях g зависит от географической широты местности. Наибольшее значение оно имеет на полюсе (g = 9,81 м/с2), наименьшее — на экваторе (g = 9,75 м/с2). Причины этого:
Ускорение свободного падения зависит от высоты h тела над поверхностью планеты. Его, если пренебречь вращением планеты, можно рассчитать по формуле:
где G — гравитационная постоянная, M — масса планеты, R — радиус планеты. Как следует из последней формулы, с увеличением высоты подъема тела над поверхностью планеты ускорение свободного падения уменьшается. Если пренебречь вращением планеты, то на поверхности планеты радиусом R
Для небольших высот уравнение скорости
кинематическое уравнение, описывающее свободное падение тел
или в проекции на ось Oy
|
|
|