Sunkio jėga ir laisvojo kritimo pagreitis

Šioje temoje aptariama sunkio jėga, laisvojo kritimo pagreitis ir jų tarpusavio ryšys. Sužinoma, kaip apskaičiuoti laisvojo kritimo pagreitį, nuo ko jis priklauso, ir kaip nustatyti kūno masę, naudojant sunkio jėgos matavimus. Taip pat panagrinėjama gravitacinio lauko sąvoka ir laisvojo kritimo pagreičio kitimas įvairiose Žemės vietose.

Gravitacinis laukas
Gravitacinis laukas egzistuoja erdvėje aplink kūnus, turinčius masę. Žemės gravitacinio lauko poveikį kūnui apibūdina laisvojo kritimo pagreitis, kuris Žemės paviršiuje yra apytiksliai \(9.81 \text{ m/s}^2\). Gravitacinė masė (\(M\) ir \(m\)) susijusi su jėga \(F = G * (Mm / r^2)\), o Inercinė masė apskaičiuojama iš \(F = ma\)
Kūnų masės matavimas
Kūno masę galima nustatyti keliais būdais. Vienas iš jų – matuoti kūną veikiantį sunkį (\(F_g\)) dinamometru ir, žinant laisvojo kritimo pagreitį (\(g\)), apskaičiuoti masę pagal formulę \(m = F_g / g\). Taip nustatoma gravitacinė masė. Kitą masės rūšį- inercinę masę, galima apskaičiuoti matuojant sąveikaujančių kūnų pagreičius. Bandymai rodo, kad gravitacinė ir inercinė masės yra lygios.
Laisvojo kritimo pagreičio kintamumas
Laisvojo kritimo pagreičio (\(g\)) vertė Žemėje nėra visur vienoda. Ji priklauso nuo geografinės platumos (dėl Žemės sukimosi ir suplokštumo ties ašigaliais) ir nuo aukščio virš Žemės paviršiaus (\(h\)). Didėjant aukščiui, pagreitis mažėja pagal formulę \(g = GM / (R + h)^2\), kur \(R\) yra Žemės spindulys, \(M\) - Žemės masė, \(G\) - gravitacijos konstanta. Taip pat \(g\) vertę lokaliai veikia Žemės plutos tankio nevienodumai.
Laisvojo kritimo pagreičio kintamumas
Laisvojo kritimo pagreitis nėra pastovus visoje Žemėje. Jis šiek tiek skiriasi dėl Žemės sukimosi apie savo ašį ir dėl to atsirandančio įcentrinio pagreičio. Taip pat įtakos turi Žemės forma – ji nėra idealus rutulys, ties ašigaliais yra suplota. Todėl laisvojo kritimo pagreitis ašigaliuose yra didesnis (apie \(9,83 \text{ m/s}^2\)), o pusiaujyje – mažesnis (apie \(9,78 \text{ m/s}^2\)). Lietuvoje jis yra apie \(9,81 \text{ m/s}^2\). Be to, laisvojo kritimo pagreitis mažėja tolstant nuo Žemės paviršiaus (\(g = GM / (R + h)^2\)) ir gali skirtis dėl nevienodo Žemės gelmių tankio.
Laisvojo kritimo pagreitis
Laisvojo kritimo pagreitis (žymimas \(g\)) yra pagreitis, kuriuo kūnas krinta veikiamas tik Žemės traukos jėgos (sunkio). Jis apskaičiuojamas pagal formulę \(g = GM / R^2\), kur \(G\) – gravitacijos konstanta, \(M\) – Žemės masė, \(R\) – Žemės spindulys. Šis pagreitis nepriklauso nuo krintančio kūno masės, nes sunkio jėga yra tiesiogiai proporcinga masei.
Sunkio jėgos formulė
Sunkio jėga (\(F_g\)) apskaičiuojama pagal formulę \(F_g = mg\), kur \(m\) – kūno masė, o \(g\) – laisvojo kritimo pagreitis. Sunkis veikia ne tik krintančius, bet ir nejudančius kūnus. Norint pakelti kūną, reikia įveikti sunkio jėgą.
Sunkis ir jo kilmė
Sunkis yra gravitacinės jėgos forma, kuri veikia visus kūnus Žemėje, nukreipdama juos Žemės centro link. Šis reiškinys buvo pastebėtas dar senovės Graikijoje, kur Aristotelis manė, kad kūnai siekia pasaulio centro. Izaokas Niutonas vėliau apibrėžė sunkį kaip visuotinės traukos dėsnio dalį.
Sunkis ir laisvojo kritimo pagreitis
Sunkis (\(F_g\)) yra jėga, kuria Žemė traukia kūną dėl gravitacijos, apskaičiuojama kaip kūno masės ('m') ir laisvojo kritimo pagreičio ('g') sandauga: \(F_g = mg\). Laisvojo kritimo pagreitis ('g') yra pagreitis, kurį kūnas įgyja veikiamas tik sunkio jėgos. Prie Žemės paviršiaus jis išreiškiamas formule \(g = GM / R^2\), kur 'G' yra gravitacijos konstanta, 'M' – Žemės masė, o 'R' – Žemės spindulys. Ši formulė rodo, kad 'g' nepriklauso nuo krintančio kūno masės 'm'.
Sunkis ir laisvojo kritimo pagreitis
Sunkis (\(F_g\)) yra jėga, kuria Žemė traukia kūną link savo centro; tai yra visuotinės traukos jėgos atskiras atvejis. Kūnas, veikiamas tik sunkio jėgos, krinta laisvai ir įgyja laisvojo kritimo pagreitį (\(g\)). Šis pagreitis yra sunkio priežastis ir nepriklauso nuo krintančio kūno masės (\(m\)), nes pati sunkio jėga yra tiesiogiai proporcinga kūno masei. Sunkis apskaičiuojamas pagal formulę \(F_g = mg\). Laisvojo kritimo pagreitis prie Žemės paviršiaus apskaičiuojamas pagal formulę \(g = GM / R^2\), kur \(G\) yra gravitacijos konstanta, \(M\) – Žemės masė, o \(R\) – Žemės spindulys. Kiekvienas masę turintis kūnas aplink save sukuria gravitacinį lauką.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com