Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe berekent u de versnelling van de vrije val?

U kunt de versnelling van vrije val (G) berekenen met behulp van een paar verschillende methoden, afhankelijk van de informatie die u hebt:

1. Met behulp van de Gravitational Force -vergelijking:

* g =gm/r²

* Waar:

* g is de zwaartekrachtconstante (6.674 × 10⁻¹¹ n⋅m²/kg²)

* M is de massa van de planeet of het hemelse lichaam

* r is de afstand van het midden van de planeet tot het object in vrije val

2. Met behulp van de periode en straal van een cirkelvormige baan:

* g =(4π²r) / t²

* Waar:

* r is de straal van de baan

* t is de periode van de baan

3. De versnelling van een vallend object gebruiken:

* g =a

* Dit veronderstelt dat luchtweerstand te verwaarlozen is. U kunt de versnelling van een vallend object meten met behulp van een timer en een meetapparaat.

4. Een slinger gebruiken:

* g =(4π²l) / t²

* Waar:

* l is de lengte van de slinger

* t is de periode van de swing van de slinger

Opmerking:

* Vrijwasversnelling wordt algemeen beschouwd als 9,81 m/s² op het oppervlak van de aarde. Dit is een gemiddelde waarde en het kan enigszins variëren, afhankelijk van uw locatie en hoogte.

* De bovenstaande vergelijkingen zijn vereenvoudigde representaties en veronderstellen ideale voorwaarden. In werkelijkheid kunnen factoren als luchtweerstand en de niet-uniformiteit van het zwaartekrachtveld van de aarde de werkelijke versnelling van de vrije val beïnvloeden.

Voorbeeld:

Laten we de versnelling van de vrije val op het aardoppervlak berekenen met behulp van de zwaartekrachtvergelijking:

* m (massa van de aarde) =5.972 × 10²⁴ kg

* r (straal van aarde) =6.371 × 10⁶ M

* g =gm/r²

* g =(6.674 × 10⁻¹¹ n⋅m²/kg²) (5.972 × 10²⁴ kg)/(6.371 × 10⁶ m) ²

* g ≈ 9.81 m/s²

Deze berekening toont aan dat de vrije versnelling aan het aardoppervlak ongeveer 9,81 m/s² is.