Сила тяжести. Ускорение свободного падения
Сила тяжести
Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает к себе тела.
Она направлена вертикально вниз, к центру Земли, и действует на любое тело, имеющее массу.
Формула силы тяжести:
где:
-
F — сила тяжести (Н)
-
m — масса тела (кг)
-
g — ускорение свободного падения
Чертёж силы тяжести
● тело
↓ Fт
Стрелка показывает направление силы — вниз.
Ускорение свободного падения
Ускорение свободного падения — это ускорение, которое получает тело под действием только силы тяжести.
Обозначается буквой g.
На поверхности Земли:
Это означает, что скорость падающего тела увеличивается на 9,8 м/с каждую секунду.
Чертёж свободного падения
●
↓
●
↓
●
Тело движется вниз с ускорением, его скорость увеличивается.
Свободное падение
Свободное падение — это движение тела только под действием силы тяжести (без учёта сопротивления воздуха).
Особенности:
-
все тела падают с одинаковым ускорением g
-
масса тела не влияет на ускорение
-
движение является равноускоренным
Это доказал Галилео Галилей в своих опытах.
Примеры из жизни
-
камень падает на землю
-
яблоко падает с дерева
-
капли дождя движутся вниз
-
прыжок человека — тело возвращается на землю
Во всех этих случаях действует сила тяжести.
Расчёты движения
При свободном падении можно использовать формулы:
Скорость:
Путь:
где:
-
t — время падения
Вес тела
Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. В состоянии покоя вес равен силе тяжести:
Но при движении (например, в лифте) вес может изменяться.
Применение
Знание силы тяжести важно для:
-
расчёта движения тел
-
строительства зданий
-
проектирования машин
-
космических исследований
-
определения массы тел
Вопросы для самопроверки
-
Что называется силой тяжести?
-
По какой формуле она вычисляется?
-
В каком направлении действует сила тяжести?
-
Что такое ускорение свободного падения?
-
Чему равно значение g на Земле?
-
Что называется свободным падением?
-
Почему все тела падают одинаково (без сопротивления воздуха)?
-
Как вычислить скорость падающего тела?
-
Чем отличается вес тела от силы тяжести?
Итог
Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает все тела.
-
Она направлена вниз
-
Вычисляется по формуле (F = mg)
-
Вызывает ускорение свободного падения (g \approx 9{,}8 , \text{м/с}^2)
Свободное падение — это движение под действием только силы тяжести, при котором все тела движутся одинаково независимо от массы.
Понимание этих понятий помогает объяснить движение тел на Земле и в космосе, а также решать задачи по механике.