Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom is de zwaartekrachtversnelling van enig object in de buurt van de aarde hetzelfde, ongeacht wat massa is?

Je hebt gelijk om je hierover af te vragen! Het lijkt contra -intuïtief dat een veer en een bowlingbal in hetzelfde tempo zouden vallen. Dit is waarom het gebeurt:

Newton's Law of Universal Gravitation

* Attractie: De zwaartekracht tussen twee objecten hangt af van hun massa (M1 en M2) en de afstand (R) tussen hun centra:

* F =g * (m1 * m2) / r^2

* Waar G de zwaartekrachtconstante is.

* versnelling: De versnelling als gevolg van zwaartekracht (G) is gerelateerd aan de zwaartekracht (F) en de massa van het object (M2):

* F =m2 * g

Het belangrijkste inzicht

Wanneer we het hebben over zwaartekrachtversnelling in de buurt van de aarde, kijken we in wezen naar de versnelling van een object *vanwege de zwaartekracht van de aarde *. Hier is de uitsplitsing:

1. De massa van de aarde is dominant: De massa van de aarde (M1) is veel groter dan de massa van elk object nabij het oppervlak (M2).

2. Afstand is relatief constant: De afstand (r) tussen het object en het centrum van de aarde is relatief constant zolang het object in de buurt van het oppervlak ligt.

het samenstellen

1. kracht is evenredig met massa: De zwaartekracht die op het object werkt, is recht evenredig met zijn massa (f =g * m1 * m2 / r^2). Een zwaarder object ervaart een grotere zwaartekracht.

2. Versnelling annuleert de massa: Maar de versnelling van het object wordt bepaald door de verhouding van kracht tot massa (g =f/m2). Aangezien de kracht evenredig toeneemt met de massa, wordt de massa uitgeschakeld in de vergelijking voor versnelling!

in eenvoudiger termen:

De zwaartekracht trekt harder op zwaardere objecten, maar zwaardere objecten hebben ook meer traagheid (weerstand tegen verandering in beweging). Deze twee effecten balanceren perfect, wat resulteert in dezelfde versnelling voor alle objecten in de buurt van het aardoppervlak.

Belangrijke opmerking: Deze verklaring veronderstelt dat we luchtweerstand negeren. In werkelijkheid beïnvloedt luchtweerstand objecten anders op basis van hun vorm- en oppervlak. Dit is de reden waarom een ​​veer langzamer valt dan een bowlingbal in de lucht. In een vacuüm zouden ze echter in hetzelfde tempo vallen.