Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Vallen voorwerpen met dezelfde snelheid vanwege hun massa?

Voorwerpen vallen met dezelfde snelheid, ongeacht hun massa. Dit was de conclusie van een van de talrijke experimenten van Galileo Galilei. Dit feit werd ook door Aristoteles getheoretiseerd, maar Galileo zette een gecontroleerd experiment op om deze theorie te testen. Het beroemde verhaal gaat dat Galileo ballen met verschillende gewichten vanaf de top van de scheve toren van Pisa liet vallen. Hoewel er geen concreet bewijs is dat hij dit experiment daadwerkelijk heeft uitgevoerd, heeft hij deze gebeurtenis wel gerepliceerd met ballen die van een helling af rolden. Hij ontdekte dat de ballen dezelfde afstand in dezelfde tijd rolden, ongeacht het gewicht van de ballen. Dit komt omdat massa de versnelling van een object als gevolg van de zwaartekracht niet beïnvloedt. Dit idee wordt belichaamd door de tweede bewegingswet van Newton:

$$ F =ma $$

In deze vergelijking is \( F \) kracht, \( m \) massa en \( a \) versnelling. De versnelling als gevolg van de zwaartekracht bedraagt ​​ongeveer \( 9,8 m/s^2 \) nabij het aardoppervlak en wordt aangeduid als \( g \). Als we de kracht als gevolg van de zwaartekracht beschouwen, krijgen we het volgende:

$$ F_g =mg$$

De versnelling als gevolg van de zwaartekracht is dus:

$$ a =\frac{F_g}{m} =\frac{mg}{m} =g$$

Deze vergelijking laat zien dat de versnelling als gevolg van de zwaartekracht onafhankelijk is van de massa, wat betekent dat objecten met verschillende massa's met dezelfde snelheid moeten accelereren.