Acceleration af en faldende mønt på tårnet?

Grundlæggende

* tyngdekraft: Den primære kraft, der virker på mønten, er tyngdekraften. I nærheden af ​​jordoverfladen giver tyngdekraften en konstant acceleration på ca. 9,8 m/s² (meter pr. Sekund kvadratisk). Dette betyder, at mønten i hvert sekund falder, øges dens nedadgående hastighed med 9,8 meter i sekundet.

* Luftbestandighed: Luftmodstand er en kraft, der modsætter sig bevægelsen af ​​et objekt gennem luften. Det øges med objektets hastighed og overfladeareal. I tilfælde af en mønt vil luftmodstand være relativt lille.

antagelser for en forenklet beregning

For at gøre tingene lettere, lad os antage, at vi forsømmer luftmodstand for nu. I dette tilfælde:

* Konstant acceleration: Mønten accelererer nedad med en konstant hastighed på 9,8 m/s².

* uafhængigt af masse: Accelerationen på grund af tyngdekraften er den samme for alle objekter, uanset deres masse. En fjer og en mønt falder i samme hastighed i et vakuum.

faktorer, der påvirker accelerationen

* Højde: Accelerationen på grund af tyngdekraften er lidt svagere i højere højder, men denne forskel er normalt ubetydelig for højden af ​​et typisk tårn.

Vigtige overvejelser

* Luftbestandighed: I virkeligheden vil luftmodstand spille en rolle, især for lettere genstande som en mønt. Dette betyder, at møntens acceleration ikke vil være perfekt konstant. Når mønten falder hurtigere, øges luftmodstanden og bremser til sidst accelerationen.

* terminalhastighed: På et tidspunkt vil kraften af ​​luftmodstand blive lig med tyngdekraften. På dette tidspunkt vil mønten stoppe med at accelerere og nå sin terminalhastighed. Dette er den maksimale hastighed, den vil nå, mens den falder.

Kortfattet

Accelerationen af ​​en faldende mønt fra et tårn bestemmes primært af tyngdekraften med en næsten konstant acceleration på 9,8 m/s². Luftmodstand kan spille en rolle, især ved højere hastigheder, hvilket fører til et lidt mere komplekst accelerationsmønster.