Mit jelent azt mondani, hogy a Föld gravitációja 9,8 m / s2?

Mit jelent azt mondani, hogy a Föld gravitációja 9,8 m / s2?
Anonim

Válasz:

A gravitációs gyorsulás (más néven gravitációs térerősség) a Föld felszínén átlagosan # 9.807 m / s ^ 2 #, ami azt jelenti, hogy a föld felszínén elesett tárgy egy ilyen sebességgel felgyorsul.

Magyarázat:

A gravitáció erő, és Newton második törvénye szerint az objektumra ható erő felgyorsítja:

# F = ma #

A gyorsulás a sebesség változásának sebessége (vagy sebesség, ha vektorokkal dolgozik). A sebességet mértük #Kisasszony#, így a sebességváltozás sebességét mértük # (M / s) / s # vagy # M / s ^ 2 #.

A Föld felszínéhez közel esett objektum kb # 9.8 m / s ^ 2 # a gravitációs erő miatt, függetlenül a méretétől, ha a légellenállás minimális.

Mivel egy nagy objektum nagy gravitációs erőt fog érezni, és egy kis objektum kis gravitációs erejét fogja érezni, nem igazán beszélhetünk arról, hogy a "gravitációs erő" állandó. Beszélhetünk a "gravitációs térerősségről" a gravitációs erő tömegére vonatkoztatva # (9.8N / (kg)) #, de kiderül, hogy a Newton (N) olyan származtatott egység, amely így van # 1N = 1 kg * m / s ^ 2 #, így # N / (kg) # valóban ugyanaz, mint # M / s ^ 2 # akárhogyan is.

Meg kell jegyezni, hogy a gravitáció ereje nem állandó - ahogy a Föld közepétől távolabb kerül, a gravitáció gyengébb lesz. Ez nem is állandó a felületen, mivel ~ 9,83-nál változik a pólusoknál ~ 9,78-ig az egyenlítőnél. Ezért használjuk az átlagos értéket 9,8, vagy néha 9,81-et.

Válasz:

Ez azt jelenti, hogy minden tárgyat a Föld vonzza a központjába egy Erővel # F = mtimes g #, hol # M # a test és a test tömege # G # a kérdésben feltüntetett gravitációs gyorsulás.

Magyarázat:

Az Egyetemes Gravitáció törvénye szerint a két test közötti vonzereje közvetlenül arányos a két test tömegének termékével. ez fordítottan arányos a kettő közötti távolság négyzetével. Ez a gravitációs erő fordított négyzetet követ.

matematikailag

#F_G támogatás M_1.M_2 #

Is #F_G támogatás 1 / r ^ 2 #

A kettő kombinálása az arányossági kifejezést kapjuk

#F_G támogatás (M_1.M_2) / r ^ 2 #

Ezt követi

#F_G = G (M_1.M_2) / r ^ 2 #

Hol # G # az arányosság állandó.

Ez az érték # 6.67408 xx 10 ^ -11 m ^ 3 kg ^ -1 s ^ -2 #

# R # a föld átlagos sugara, és mint a # 6.371-szer 10 ^ 6 m #

A föld tömege # 5.972xx 10 ^ 24 kg #

Ha az egyik test a föld, akkor az egyenlet lesz

#F_G = (G (M_e) / r ^ 2).m #

Lásd ezt csökkentette # F = mg #

voltak # g = G (M_e) / r ^ 2 #

Az értékek beillesztése

# g = 6.67408 xx 10 ^ -11 (5.972xx 10 ^ 24) / (6.371 alkalommal 10 ^ 6) ^ 2 #

Egyszerűsítés érhető el

# gapprox9.8 m // s ^ 2 #

Más szavakkal, ha egy tárgyat magasságból leesnek # H # a föld felszíne fölött az objektum a föld felé halad, állandóan gyorsulva # g = 9,8 m // s ^ 2 #