Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom kan vrije valversnelling worden beschouwd als een constante voor objecten die binnen enkele honderd mijl van de aardoppervlak vallen?

Vrije valversnelling, ook bekend als de versnelling als gevolg van de zwaartekracht (G), wordt vanwege de volgende redenen bijna constant beschouwd binnen enkele honderd mijl van het aardoppervlak:

1. Inverse Square Law:

- De zwaartekracht tussen twee objecten is evenredig met het product van hun massa en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tussen hun centra.

- Terwijl een object naar de aarde valt, neemt de afstand tussen het midden en het centrum van de aarde af.

- De verandering in afstand binnen enkele honderd mijl is echter relatief klein in vergelijking met de straal van de aarde (ongeveer 3959 mijl).

- Daarom blijft de zwaartekracht, en dus de versnelling als gevolg van de zwaartekracht, bijna constant binnen dit bereik.

2. De straal van de aarde is groot:

- De straal van de aarde is aanzienlijk groter dan de hoogte van waaruit objecten meestal vallen.

- Dit betekent dat de verandering in afstand van het centrum van de aarde te verwaarlozen is in vergelijking met de algehele straal.

- Bijgevolg blijft de zwaartekracht bijna constant binnen dit bereik.

3. Uniformiteit van de dichtheid van de aarde:

- Hoewel de dichtheid van de aarde niet perfect uniform is, is deze binnen de eerste paar honderd mijl relatief consistent.

- Deze consistentie in dichtheid draagt ​​bij aan een meer uniform zwaartekrachtveld binnen dit bereik.

4. Luchtweerstand verwaarloosbaar:

- Hoewel luchtweerstand de beweging van objecten beïnvloedt, is het op kleine hoogten relatief te verwaarlozen.

- Op grotere hoogten wordt luchtweerstand belangrijker, maar binnen een paar honderd mijl verandert het de versnelling niet significant als gevolg van de zwaartekracht.

Het is echter cruciaal om op te merken dat:

- Vrije valversnelling is niet perfect constant. Er zijn kleine variaties vanwege de niet-uniforme dichtheid, hoogte en breedtegraad van de aarde.

- Na een paar honderd mijl begint de versnelling als gevolg van de zwaartekracht aanzienlijk af te nemen. Dit komt omdat de afstand tot het centrum van de aarde aanzienlijk toeneemt, waardoor de omgekeerde vierkante wet meer uitgesproken is.

Samenvattend kan vrije valversnelling worden beschouwd als een constante binnen een paar honderd mijl van het aardoppervlak vanwege de grote omvang van de aarde, de relatief kleine verandering in afstand van het midden en de verwaarloosbare effecten van luchtweerstand op deze hoogten. Het is echter belangrijk om te onthouden dat de versnelling niet echt constant is en enigszins varieert, afhankelijk van specifieke factoren.