Forklar, hvorfor gravitationsaccelerationen af ​​ethvert objekt i nærheden af ​​Jorden er den samme, uanset hvilken masse der er?

Du har ret til at undre dig over, hvorfor alle genstande falder i samme hastighed nær Jorden, uanset deres masse. Dette er et fascinerende koncept, og her er forklaringen:

Newtons lov om universel gravitation

Grundlaget for denne forståelse ligger i Newtons lov om universel gravitation. Denne lov siger, at ethvert objekt i universet tiltrækker ethvert andet objekt med en styrke, der er:

* proportional med produktet af deres masser: Jo mere massiv objekter er, jo stærkere gravitationsattraktionen.

* omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem deres centre: Jo længere fra hinanden er objekterne, jo svagere gravitationskraften.

den vigtigste indsigt:

Det afgørende punkt her er, at tyngdekraften er en kraft og kræfter forårsager accelerationer . Accelerationen på grund af tyngdekraften (G) er den acceleration, som en objekt oplever på grund af Jordens gravitationsluk. Mens gravitationskraften mellem Jorden og et objekt er direkte proportional med objektets masse, er * Acceleration * ikke. Her er hvorfor:

1. kraft og masse: Newtons anden bevægelseslov siger, at kraft (F) er lig med masse (M) gange acceleration (A):F =MA.

2. tyngdekraft: Tyngdekraften (FG) mellem Jorden og et objekt gives af Fg =G * (M1 * M2) / R², hvor:

* G er gravitationskonstanten

* M1 er jordmassen

* m2 er objektets masse

* R er afstanden mellem deres centre.

3. Kombination af ligningerne: Udskiftning af FG i f =Ma, får vi:g * (m1 * m2) / r² =m2 * a.

4. Annullering af masse: Bemærk, at objektets masse (M2) vises på begge sider af ligningen. Når du annullerer det, står du tilbage med:g * m1 / r² =a.

Konklusion:

Denne sidste ligning viser, at accelerationen på grund af tyngdekraften (A) er uafhængig af objektets masse. Det afhænger kun af jordmassen (M1) og afstanden mellem deres centre (R). Dette forklarer, hvorfor alle objekter, uanset deres masse, falder i samme hastighed nær jordoverfladen.

Vigtig note: Denne forklaring gælder i et vakuum, hvor luftmodstand er ubetydelig. I virkeligheden påvirker luftmodstand genstande med forskellige former og størrelser forskelligt, hvilket får dem til at falde med lidt forskellige hastigheder.