การเร่งแรงโน้มถ่วง

การกล่าวถึงแนวความคิดในการ เร่งการตกฟรี มักมาพร้อมกับตัวอย่างและประสบการณ์จากตำราเรียนซึ่งมีวัตถุแปลก ๆ (โดยเฉพาะปากกาและเหรียญ) ลดลงจากระดับความสูงเดียวกัน ดูเหมือนจะเห็นได้ชัดว่าวัตถุจะร่วงลงสู่พื้นดินในช่วงเวลาต่างๆ (ปากกาไม่สามารถหล่นลงได้) ดังนั้นการ ล่มสลายของ ร่างกายจึงไม่เป็นไปตามกฎเฉพาะข้อใดข้อหนึ่ง แต่นี้ดูเหมือนจะเห็นได้ชัดเพียง แต่ตอนนี้บางเวลาที่ผ่านมาก็ต้องดำเนินการทดลองเพื่อยืนยันสิ่งนี้ นักวิจัยสันนิษฐานว่าแรงกระทำบางอย่างในการล่มสลายของร่างกายซึ่งส่งผลต่อการเคลื่อนไหวของพวกเขาและเป็นผลให้ความเร็วของการเคลื่อนที่ในแนวตั้ง จากนั้นทำตามการทดลองที่ไม่มีชื่อเสียงน้อยกว่าด้วยหลอดแก้วที่มีเหรียญและปากกาอยู่ด้านใน (เพื่อความบริสุทธิ์ของการทดลอง) อากาศถูกสูบออกจากหลอดหลังจากที่พวกเขาถูกปิดผนึก อะไรคือความประหลาดใจของนักวิจัยเมื่อทั้งปากกาและเหรียญแม้จะมีน้ำหนักแตกต่างกันเห็นได้ชัดก็จะลดลงด้วยความเร็วเท่ากัน

ประสบการณ์นี้เป็นรากฐานไม่เพียง แต่สำหรับการสร้างแนวความคิดในการ เร่งการตกฟรี (USP) แต่ยังรวมถึงสมมติฐานว่าการล่มสลายของเสรี (นั่นคือการล่มสลายของร่างกายที่ไม่มีการกระทำของกองกำลังฝ่ายตรงข้าม) เป็นไปได้เฉพาะในสุญญากาศเท่านั้น ในอากาศซึ่งเป็นแหล่งที่มาของความต้านทานร่างกายทุกตัวเคลื่อนไหวพร้อมกับการเร่งความเร็ว

ดังนั้นความคิดของการ เร่งความเร็วของการตกฟรี ซึ่งได้รับความหมายดังต่อไปนี้:

• การล่มสลายของร่างกายจากสภาพที่เหลืออยู่ภายใต้อิทธิพลของ แรงโน้มถ่วงของ โลก

แนวคิดนี้ได้รับการกำหนด อักษรของ ตัวอักษร กรีก (xe)

บนพื้นฐานของการทดลองดังกล่าวก็เป็นที่ชัดเจนว่า USP มีความถูกต้องอย่างแน่นอนสำหรับโลกเนื่องจากเป็นที่รู้จักกันว่าบนดาวเคราะห์ของเรามีแรงที่ดึงให้พื้นผิวของร่างกายทั้งหมด อย่างไรก็ตามคำถามอื่น ๆ เกิดขึ้น: วิธีการวัดค่านี้และความเท่าเทียม

การแก้ปัญหาของคำถามแรกพบได้ค่อนข้างเร็ว: นักวิทยาศาสตร์ใช้ภาพถ่ายพิเศษได้กำหนดตำแหน่งของร่างกายในระหว่างการตกใน พื้นที่ ที่ ไม่มี การ เป่าลม ในช่วงเวลาต่างๆ มันกลายเป็นสิ่งที่น่าสงสัย: ร่างกายทั้งหมดในสถานที่ที่กำหนดของโลกลดลงด้วยการเร่งเดียวกันซึ่ง แต่แตกต่างกันบ้างขึ้นอยู่กับสถานที่เฉพาะเจาะจงบนดาวเคราะห์ ในเวลาเดียวกันความสูงที่ร่างกายเริ่มเคลื่อนไหวไม่สำคัญ: สามารถมีได้ 10, 100 หรือ 200 เมตร

พบว่าการเร่งแรงโน้มถ่วงบนโลกมีค่าประมาณ 9.8 N / kg ในความเป็นจริงค่านี้สามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 9.78 N / kg ถึง 9.83 N / kg ความแตกต่างนี้ (แม้ว่าจะมีขนาดเล็กในสายตาของคนธรรมดา) จะอธิบายโดย รูปทรงของโลก (ซึ่งไม่ กลมกลืน กับ รูป ทรงกลม แต่แบนที่เสา) และโดยการ หมุนรอบโลกรอบดวงอาทิตย์ โดยทั่วไปแล้วจะใช้ค่าเฉลี่ย 9.8 N / kg สำหรับการคำนวณซึ่งมีตัวเลขเป็นจำนวนมากถึง 10 N / kg

G = 9.8 N / kg

กับพื้นหลังของข้อมูลที่ได้รับเป็นที่ชัดเจนว่าการเร่งแรงโน้มถ่วงบนดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ แตกต่างจากที่บนโลก นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าสามารถอธิบายได้จากสูตรต่อไปนี้:

G = G × M ของดาวเคราะห์ / (R ของดาวเคราะห์) (2)

กล่าวง่ายๆคือ G (ความถ่วงจำเพาะ (6.67 • 10 (-11) m2 / s2 ∙ kg) ต้องคูณด้วย M - มวลของดาวเคราะห์หารด้วย R - รัศมีของดาวเคราะห์ในรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส ตัวอย่างเช่นเราพบการเร่งความเร็วของแรงโน้มถ่วงบนดวงจันทร์ ทราบว่ามีมวล 7.3477 · 10 (22) กิโลกรัมและรัศมี 1737.10 กม. พบว่า USP = 1.62 N / kg เห็นได้ชัดว่าการเร่งตัวของดาวเคราะห์สองดวงนั้นแตกต่างจากที่อื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโลกมันมีขนาดเกือบ 6 เท่า! ดวงจันทร์ดึงดูดวัตถุที่อยู่บนพื้นผิวของมันโดยมีกำลังน้อยกว่า 6 เท่าของโลก นั่นคือเหตุผลที่นักบินอวกาศบนดวงจันทร์ซึ่งเราเห็นทางโทรทัศน์ดูเหมือนจะง่ายขึ้น ในความเป็นจริงพวกเขาสูญเสียน้ำหนัก (ไม่น้ำหนัก!) ผลที่ได้คือผลตลกเช่นการกระโดดเพียงไม่กี่เมตรความรู้สึกของการบินและขั้นตอนที่ยาวนาน