ציון המושג תאוצה כבידה לעתים קרובות מלווה דוגמאות וניסויים מספרי לימוד של בית הספר, שבהם נושאים שונים של משקל (בפרט, עט ומטבע) ירדו מאותו גובה. נראה ברור לחלוטין כי חפצים ייפול על הקרקע במרווחים שונים של זמן (העט לא יכול ליפול בכלל). לכן, הנפילה החופשית של הגופים אינה מצייתת כלל אחד בלבד. עם זאת, זה נראה כמובן מאליו רק עכשיו, לפני כמה זמן היה צורך לערוך ניסויים כדי לאשר זאת. החוקרים הניחו סביר כי כוח מסוים פועל על נפילת הגופים, אשר משפיע על התנועה שלהם, וכתוצאה מכך, את המהירות של תנועה אנכית. זה היה ואחריו ניסויים מפורסמים באותה מידה עם צינורות זכוכית עם מטבע ועט בפנים (על טוהר הניסוי). האוויר נשפך מתוך הצינורות, ולאחר מכן היו אטומים הרמטית. איזו הפתעה היו החוקרים כאשר הן העט והן המטבע, למרות המשקל הברור בעליל, נופלים באותה מהירות.
ניסיון כזה שימש בסיס לא רק ליצירת המושג עצמו. תאוצה כבידה (USP), אלא גם את ההנחה כינפילה חופשית (כלומר, נפילת הגוף, אשר אינו מושפע על ידי כל כוחות מנוגדים) אפשרי רק בחלל ריק. באוויר, המהווה מקור התנגדות, כל הגופים נעים עם תאוצה.
כך נוצר הקונספט תאוצה כבידה, קיבלה את ההגדרה הבאה:
- נפילת גופים מנוחה בהשפעת כוח הכבידה של כדור הארץ.
מושג זה הוקצה את האות של האלפבית היווני g (ge).
על בסיס ניסויים כאלה, התברר כי USPזה אופייני לחלוטין של כדור הארץ, שכן ידוע כי על הפלנטה שלנו יש כוח שמושך את כל הגופים על פני השטח שלה. היתה, עם זאת, שאלה נוספת: כיצד למדוד את הערך הזה ואיך זה שווה.
הפתרון לשאלה הראשונה נמצא די מהר:מדענים עם עזרה של צילום מיוחד קבוע המיקום של הגוף במהלך נפילה בחלל חסר אוויר בתקופות שונות של זמן. דבר מוזר התגלה: כל הגופים במקום נתון על כדור הארץ נופלים באותה האצה, אשר, עם זאת, משתנה במקצת בהתאם למקום מסוים על פני כדור הארץ. הגובה שבו הגופים החלו לנוע, לא משנה: זה יכול להיות 10, 100 או 200 מטרים.
הצליח לגלות:תאוצת הכבידה על פני כדור הארץ היא בערך 9.8 N/kg. למעשה, ערך זה יכול להיות בטווח שבין 9.78 N/kg ל-9.83 N/kg. הבדל כזה (אם כי קטן בעיני ההדיוט) מוסבר הן על ידי צורת כדור הארץ (שאינה ממש כדורית, אלא משוטחת בקטבים) והן על ידי הסיבוב היומיומי של כדור הארץ סביב השמש. ככלל, הערך הממוצע נלקח לחישובים - 9.8 N / ק"ג, עם מספרים גדולים - מעוגל כלפי מעלה ל -10 N / kg.
g=9.8 N/kg
על רקע הנתונים שהתקבלו, ניתן לראות שתאוצת הנפילה החופשית על כוכבי לכת אחרים שונה מזו שבכדור הארץ. מדענים הגיעו למסקנה שניתן לבטא זאת בנוסחה הבאה:
g= G x M כוכבי לכת/(כוכבי לכת R)(2)
במילים פשוטות:G (קבוע כבידה (6.67 • 10 (-11) m2/s2 ∙ ק"ג)) יש להכפיל ב-M - מסת כוכב הלכת, חלקי R - רדיוס כוכב הלכת בריבוע. לדוגמה, בואו נמצא את האצת הנפילה החופשית על הירח. בידיעה שהמסה שלו היא 7.3477·10(22) ק"ג, והרדיוס שלו הוא 1737.10 ק"מ, אנו מוצאים ש-USP=1.62 N/kg. כפי שניתן לראות, התאוצות בשני כוכבי הלכת שונות באופן מדהים זה מזה. בפרט, בכדור הארץ זה כמעט פי 6 יותר! במילים פשוטות, הירח מושך עצמים על פני השטח שלו בכוח הקטן פי 6 מכדור הארץ. לכן נראה שהאסטרונאוטים על הירח, אותם אנו רואים בטלוויזיה, הופכים קלים יותר. למעשה, הם יורדים במשקל (לא במסה!). התוצאה היא אפקטים מהנים כמו קפיצה של מספר מטרים, תחושת תעופה וצעדים ארוכים.
