Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom vallen alle lichamen met dezelfde versnelling in afwezigheid van luchtwrijving?

Alle lichamen vallen met dezelfde versnelling in afwezigheid van luchtwrijving vanwege het fundamentele principe dat zwaartekracht dezelfde kracht uitoefent op alle objecten, ongeacht hun massa .

Hier is een uitsplitsing van waarom:

* Newton's Law of Universal Gravitation: Deze wet stelt dat elk object in het universum elk ander object aantrekt met een kracht die evenredig is aan het product van hun massa en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tussen hun centra.

* Force and Acceleration: De tweede bewegingswet van Newton vertelt ons dat de versnelling van een object recht evenredig is met de netto kracht die erop werkt en omgekeerd evenredig met zijn massa (F =MA).

* het combineren van de wetten: Wanneer een object vrij valt, is de enige kracht die erop werkt de zwaartekracht. De zwaartekracht op een object is recht evenredig met zijn massa (F =GM1M2/R²). Wanneer we echter naar de versnelling kijken (a =f/m), annuleert de massa van het object!

Daarom hangt de versnelling als gevolg van zwaartekracht (g) alleen af ​​van de massa van de aarde (m) en de afstand tussen het object en het centrum van de aarde (r):

g =gm/r²

Dit betekent dat, ongeacht de massa van het vallende object, alle objecten zullen versnellen naar de aarde met dezelfde versnelling, ongeveer 9,8 m/s² nabij het aardoppervlak.

Belangrijke opmerking: Dit geldt alleen in een vacuüm, waar luchtwrijving afwezig is. In werkelijkheid beïnvloedt luchtweerstand de versnelling van vallende objecten aanzienlijk, vooral voor objecten met grotere oppervlakken of lagere dichtheden.