Что вы знаете об ускорении свободного падения на луне кратко
Обновлено: 08.05.2024
Все тела падают с одинаковым ускорением, независимо от их массы. Наука не сразу пришла к пониманию этого факта. Обыденный опыт даёт, казалось бы, достаточно примеров совершенно другого свойства. Так, тяжёлый кирпич стремительно летит вниз, а пушинка может долго кружить в воздухе, пока не упадёт. Дело тут в сопротивлении воздуха, которое тормозит падение (вспомните парашют) /
Впервые это показал итальянский учёный Галилео Галилей, изучая падение компактных тяжёлых предметов разного веса (пушечного ядра и свинцовой пули) , для которых сопротивление воздуха гораздо меньше силы тяжести.
Величина ускорения g определяется массой планеты. На Луне g =1,6 м/с2, а на Земле g = 9,8 м/с2. Поэтому падать предметы на Луне будут значительно медленнее.
А это тебе ссылка на очень интересную статью:
Были ли американцы на Луне и проводили ли эксперимент с ускорением свободного падения ЖМИ
Чем отличается яблоко, упавшее в Алматы, от такого же яблока в Осло? Тем, что в этих городах разное ускорение свободного падения! Что это такое и как его вычислить — отвечаем в статье.
О чем эта статья:
Сила тяготения
В 1682 году Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения. Он звучит так: все тела притягиваются друг к другу с силой, которая прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Формула силы тяготения согласно этому закону выглядит так:
Закон всемирного тяготения
F — сила тяготения [Н]
M — масса первого тела (часто планеты) [кг]
m — масса второго тела [кг]
R — расстояние между телами [м]
G — гравитационная постоянная
G = 6,67 · 10 −11 м 3 · кг −1 · с −2
Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности. На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз.
Закон всемирного тяготения используют, чтобы вычислить силы взаимодействия между телами любой формы, если размеры тел значительно меньше расстояния между ними.
Если мы возьмем два шара, то для них можно использовать этот закон вне зависимости от расстояния между ними. За расстояние R между телами в этом случае принимается расстояние между центрами шаров.
Ускорение свободного падения
Чтобы математически верно и красиво прийти к ускорению свободного падения, нам необходимо сначала ввести понятие силы тяжести.
Сила тяжести — сила, с которой Земля притягивает все тела.
Сила тяжести
F = mg
F — сила тяжести [Н]
m — масса тела [кг]
g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]
На планете Земля g = 9,8 м/с 2 , но подробнее об этом чуть позже. 😉
На первый взгляд сила тяжести очень похожа на вес тела. Действительно, в состоянии покоя на поверхности Земли формулы силы тяжести и веса идентичны. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, умноженной на ускорение свободного падения, разница состоит лишь в точке приложения силы.
Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору или подвес. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.
Также важно понимать, что сила тяжести зависит исключительно от массы и планеты, на которой тело находится. А вес зависит еще и от ускорения, с которым движется тело или опора.
Например, в лифте вес зависит от того, куда и с каким ускорением двигаются его пассажиры. А силе тяжести все равно, куда и что движется — она не зависит от внешних факторов.
На второй взгляд сила тяжести очень похожа на силу тяготения. В обоих случаях мы имеем дело с притяжением — значит, можем сказать, что это одно и то же. Практически.
Мы можем сказать, что это одно и то же, если речь идет о Земле и каком-то предмете, который к этой планете притягивается. Тогда мы можем даже приравнять эти силы и выразить формулу для ускорения свободного падения:
Приравниваем правые части:
Делим на массу тела левую и правую части:
Это и будет формула ускорения свободного падения. Ускорение свободного падения для каждой планеты уникально.
Формула ускорения свободного падения
g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]
M — масса планеты [кг]
R — расстояние между телами [м]
G — гравитационная постоянная
G = 6,67 · 10 −11 м 3 · кг −1 · с −2
Ускорение свободного падения характеризует то, как быстро увеличивается скорость тела при свободном падении.
Свободное падение — это ускоренное движение тела в безвоздушном пространстве, при котором на тело действует только сила тяжести.
Ускорение свободного падения на разных планетах
Выше мы уже вывели формулу ускорения свободного падения. Давайте попробуем рассчитать ускорение свободного падения на планете Земля.
Для этого нам понадобятся следующие величины:
- Гравитационная постоянная
G = 6,67 · 10 −11 м 3 · кг −1 · с −2 - Масса Земли
M = 5,97 × 10 24 кг - Радиус Земли
R = 6371 км
Подставим значения в формулу:
Есть один нюанс: в значении ускорения свободного падения для Земли очень много знаков после запятой. В школе обычно дают то же значение, что мы указали выше: g = 9,81 м/с 2 . В экзаменах ОГЭ и ЕГЭ в справочных данных дают g = 10 м/с 2 .
И кому же верить?
Все просто: для кого решается задача, тот и главный. В экзаменах берем g = 10 м/с 2 , в школе при решении задач (если в условии задачи не написано что-то другое) берем g = 9,8 м/с 2 .
Ниже представлена таблица ускорений свободного падения и других характеристик для планет Солнечной системы, карликовых планет и Солнца.
Илл.11 . Астронавты резвятся [13]. На Луне?
Илл.12 . Координация движений совсем, как на Земле [13]
Почему же так беспечны и смелы астронавты в своих прогулках по Луне? Ведь любая травма за 380 тысяч км от Земли чрезвычайно опасна вплоть до трагического окончания экспедиции. И как астронавтам удалось за короткие часы пребывания на Луне достичь столь полной адаптации своего тела к условиям слабого лунного тяготения? Нет, не похоже, что всё это происходит на Луне.
Почему не продемонстрированы высокие броски предметов?
Подведём итог главы.
Почему астронавты только рассказывают о высоких прыжках на Луне, а показывают вполне земные, низкие прыжки?
Почему так противоречивы по самым принципиальным положениям рассказы астронавтов о безопасности /опасности прыжков на Луне?
Почему астронавты так беззаботно резвятся на Луне, невзирая на частые падения?
Как им удалось продемонстрировать вполне земную координацию движений в условиях непривычно малого лунного тяготения?
Вопросов много. А сомнений в том, где действительно астронавты кидали молоток и перо, прыгали и резвились, подбрасывали упаковки - ещё больше. Уж очень всё это напоминает действия, исполненные на нашей родной Земле.
1. См. [ ф2 ] и [ ив18 ] разд.2 8
7. http://mo---on.narod.ru "Американцы никогда не были на Луне". Материалы форума "Мембраны"
Последняя редакция главы – 11.3.2011
Ещё не закончился день 15.03.11, когда на сайте была выложена эта глава, как выступил один из активных защитников НАСА Лучезар И. Георгиев [1п] :
Вот что думает автор по этому поводу.
- ко времени выпуска фильма НАСА была вполне уверена в силе своего воздействия на общественное мнение, и поэтому у неё не было серьёзных стимулов применять для манипуляций изображениями компьютерную графику, активно вошедшую в нашу жизнь со второй половины 80-х годов;
- фильм заметно способствовал росту сомнений в подлинности высадки на Луну; после его выхода и под влиянием критики скептиков, с сайтов НАСА стали исчезать особо критикуемые материалы, и начался ввод в обращение новых материалов, призванных скорректировать допущенные ошибки.
Реальное ускорение свободного падения на поверхности Земли зависит от широты, времени суток и других факторов. Оно варьируется от 9,780 м/с² на экваторе до 9,832 м/с² на полюсах [3] . Оно может быть вычислено (в м/с²) по эмпирической формуле:
где — широта рассматриваемого места, — высота над уровнем моря в метрах. [4] Эта формула применима лишь в ограниченном диапазоне высот от 0 до нескольких десятков км, где убывание ускорения свободного падения с высотой можно считать линейным (на самом же деле оно убывает квадратично).
Содержание
Вычисление ускорения свободного падения
Ускорение свободного падения состоит из двух слагаемых: гравитационного ускорения и центробежного ускорения.
Значение гравитационного ускорения на поверхности планеты можно приблизительно подсчитать, представив планету однородным шаром массой M и вычислив гравитационное ускорение на расстоянии её радиуса R :
,
Если применить эту формулу для вычисления гравитационного ускорения на поверхности Земли (масса М = 5,9736·10 24 кг , радиус R = 6,371·10 6 м ), мы получим
м/с².
Полученное значение лишь приблизительно совпадает с ускорением свободного падения в данном месте. Отличия обусловлены:
Исторически масса Земли была впервые определена Генри Кавендишем, исходя из известного ускорения свободного падения и радиуса Земли, и впервые измеренной им гравитационной постоянной.
Перегрузки
В этом вопросе существует небольшая терминологическая путаница: к примеру, определение перегрузки выше даёт для стоящего неподвижно человека перегрузку в 0 g , но в таблице ниже этот же случай рассматривается как перегрузка в 1 g . Похожий казус происходит также и при измерении давления: мы говорим — давление 0, подразумевая давление в одну атмосферу вокруг нас, учёный скажет — давление 0, подразумевая полное отсутствие молекул в данном объёме.
Читайте также: