Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom vallen alle objecten met dezelfde snelheid op de aarde, hoewel versnelling de zwaartekracht altijd hetzelfde verschuldigd is?

Het is een veel voorkomende misvatting dat alle objecten met dezelfde snelheid op aarde vallen. Hoewel het waar is dat de versnelling als gevolg van de zwaartekracht constant is in de buurt van het aardoppervlak (ongeveer 9,8 m/s²), vallen objecten niet met dezelfde snelheid . Dit is waarom:

* Luchtweerstand: De primaire reden waarom objecten niet met dezelfde snelheid vallen, is luchtweerstand. Luchtweerstand, ook bekend als drag, is een kracht die zich verzet tegen de beweging van een object door de lucht. De hoeveelheid luchtweerstand hangt af van:

* Vorm: Een breder of minder gestroomlijnd object zal meer luchtweerstand ervaren.

* Grootte: Een groter object zal meer luchtweerstand ervaren.

* snelheid: Naarmate een object sneller valt, neemt de luchtweerstand toe.

* Terminale snelheid: Naarmate een object daalt, neemt de snelheid ervan toe als gevolg van de zwaartekracht. Luchtweerstand neemt echter ook toe. Uiteindelijk is de kracht van luchtweerstand gelijk aan de zwaartekracht en het object stopt met versnellen. Dit wordt terminale snelheid genoemd. Objecten met meer luchtweerstand zullen een lagere eindsnelheid bereiken dan objecten met minder luchtweerstand.

Het klassieke voorbeeld:

Stel je een veer en een bowlingbal voor. Beide ervaren dezelfde versnelling als gevolg van de zwaartekracht. De veer heeft echter een veel groter oppervlak en een lichter gewicht, waardoor het veel gevoeliger is voor luchtweerstand. De veer zal zijn terminale snelheid veel sneller bereiken dan de bowlingbal, wat betekent dat hij veel langzamer zal vallen.

In een vacuüm:

Als u dit experiment in een vacuüm zou uitvoeren, waar geen luchtweerstand is, zou u zien dat de veren en bowlingbal in dezelfde snelheid zouden vallen en tegelijkertijd de grond zouden bereiken. Dit komt omdat bij afwezigheid van luchtweerstand de enige kracht die erop werkt, de zwaartekracht is, en ze ervaren allebei dezelfde versnelling.

Conclusie:

Hoewel versnelling als gevolg van de zwaartekracht constant is, vallen objecten niet met dezelfde snelheid vanwege luchtweerstand. De hoeveelheid luchtweerstand hangt af van de vorm, grootte en snelheid van het object, die uiteindelijk de terminale snelheid bepaalt.