การเร่งความเร็วของแรงโน้มถ่วง

กล่าวถึงแนวคิด ความเร่งของแรงโน้มถ่วง มักจะมาพร้อมกับตัวอย่างและการทดลองจากหนังสือเรียนที่ทิ้งสิ่งของที่มีน้ำหนักต่างกัน (โดยเฉพาะ ขนนกและเหรียญ) จากความสูงเท่ากัน ดูเหมือนชัดเจนอย่างยิ่งว่าวัตถุจะตกลงสู่พื้นในช่วงเวลาต่างๆ (ขนนกอาจไม่ตกเลย) ดังนั้น การล้มอย่างอิสระของร่างกายจึงไม่เป็นไปตามกฎข้อเดียวเท่านั้น อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ดูเหมือนจะชัดเจนในตัวเอง เมื่อไม่นานมานี้ จำเป็นต้องมีการทดลองเพื่อยืนยันสิ่งนี้ นักวิจัยสันนิษฐานอย่างมีเหตุผลว่าแรงบางอย่างกระทำการตกของร่างกาย ซึ่งส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของวัตถุ และเป็นผลให้ความเร็วของการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง ตามด้วยการทดลองที่มีชื่อเสียงไม่น้อยกับหลอดแก้วที่มีเหรียญและขนนกอยู่ข้างใน (เพื่อความบริสุทธิ์ของการทดลอง) อากาศถูกสูบออกจากท่อหลังจากนั้นก็ปิดผนึกอย่างผนึกแน่น ลองนึกภาพความประหลาดใจของนักวิจัยเมื่อทั้งขนนกและเหรียญ แม้จะมีน้ำหนักต่างกันอย่างเห็นได้ชัด แต่ก็ตกลงมาด้วยความเร็วเท่ากัน

ประสบการณ์นี้ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานไม่เพียง แต่สำหรับการสร้างแนวคิดเท่านั้น ความเร่งของแรงโน้มถ่วง (USP) แต่สำหรับสมมติฐานที่ว่าการตกอย่างอิสระ (กล่าวคือ การล้มของร่างกายซึ่งไม่ได้รับผลกระทบจากกองกำลังฝ่ายตรงข้าม) เป็นไปได้ในสุญญากาศเท่านั้น ในอากาศซึ่งเป็นที่มาของการต่อต้าน ร่างกายทั้งหมดเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง

นี่คือลักษณะที่แนวคิดปรากฏขึ้น ความเร่งของแรงโน้มถ่วงซึ่งได้รับคำจำกัดความดังต่อไปนี้:

• การล่มสลายของร่างกายจากสภาวะสงบภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของโลก

แนวคิดนี้ถูกกำหนดให้เป็นอักษรกรีก g (zhe)

จากการทดลองดังกล่าว เป็นที่ชัดเจนว่า USPมันเป็นลักษณะเฉพาะของโลก เนื่องจากเป็นที่ทราบกันดีว่ามีแรงอยู่บนโลกของเราที่ดึงดูดร่างกายทั้งหมดสู่พื้นผิวของมัน อย่างไรก็ตาม มีคำถามอื่นเกิดขึ้น: จะวัดค่านี้ได้อย่างไรและเท่ากับเท่าใด

พบวิธีแก้ปัญหาสำหรับคำถามแรกอย่างรวดเร็ว:นักวิทยาศาสตร์ใช้ภาพถ่ายพิเศษบันทึกตำแหน่งของร่างกายในระหว่างการตกลงไปในพื้นที่สุญญากาศในช่วงเวลาต่างๆ สิ่งที่น่าสนใจปรากฏขึ้น: วัตถุทั้งหมดในสถานที่ที่กำหนดบนโลกตกด้วยความเร่งเท่ากัน ซึ่งอย่างไรก็ตาม แตกต่างกันไปบ้างขึ้นอยู่กับสถานที่เฉพาะบนดาวเคราะห์ดวงนี้ ในเวลาเดียวกันความสูงที่ร่างกายเริ่มเคลื่อนไหวนั้นไม่สำคัญ: อาจเป็น 10, 100 หรือ 200 เมตร

ฉันจัดการเพื่อค้นหา:ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกอยู่ที่ประมาณ 9.8 N / kg อันที่จริง ค่านี้สามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 9.78 N / kg ถึง 9.83 N / kg ความแตกต่างนี้ (ถึงแม้จะเล็กน้อยในสายตาของคนทั่วไป) อธิบายได้จากรูปร่างของโลก (ซึ่งไม่ได้ค่อนข้างกลม แต่แบนที่ขั้ว) และจากการหมุนของโลกรอบดวงอาทิตย์ในแต่ละวัน ตามกฎแล้วจะใช้ค่าเฉลี่ยสำหรับการคำนวณ - 9.8 N / kg สำหรับจำนวนมาก - จะถูกปัดเศษขึ้นเป็น 10 N / kg

ก. = 9.8 นิวตัน / กก.

เมื่อเทียบกับพื้นหลังของข้อมูล จะเห็นได้ว่าความเร่งของแรงโน้มถ่วงบนดาวเคราะห์ดวงอื่นแตกต่างจากการเร่งความเร็วของโลก นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าสามารถแสดงโดยสูตรต่อไปนี้:

g = G x M ดาวเคราะห์ / (ดาวเคราะห์ R) (2)

ในแง่ง่ายๆ:G (ค่าคงตัวความโน้มถ่วง (6.67 • 10 (-11) m2 / s2 ∙ kg)) ต้องคูณด้วย M - มวลของดาวเคราะห์ - หารด้วย R - รัศมีของดาวเคราะห์กำลังสอง ตัวอย่างเช่น ลองหาความเร่งของแรงโน้มถ่วงบนดวงจันทร์ เมื่อรู้ว่ามวลของมันคือ 7.3477 10 (22) กก. และรัศมีคือ 1737.10 กม. เราพบว่า USP = 1.62 N / kg อย่างที่คุณเห็น ความเร่งของดาวเคราะห์ทั้งสองนั้นแตกต่างกันอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนโลกนี้ใหญ่กว่าเกือบ 6 เท่า! พูดง่ายๆ ก็คือ ดวงจันทร์ดึงดูดวัตถุบนพื้นผิวของมันด้วยแรงน้อยกว่าโลกถึง 6 เท่า นั่นคือเหตุผลที่นักบินอวกาศบนดวงจันทร์ ซึ่งเราเห็นทางโทรทัศน์ ดูเหมือนจะเบาลง อันที่จริงพวกเขากำลังลดน้ำหนัก (ไม่ใช่มวล!) ผลลัพธ์ที่ได้คือเอฟเฟกต์สนุกๆ เช่น การกระโดดไม่กี่เมตร ความรู้สึกเหมือนบิน และก้าวยาวๆ