Pospešek zaradi gravitacije
Pospešek, ki ga dobi predmet zaradi gravitacijske sile, imenujemo gravitacijski pospešek. Njegova enota SI je m/s2 . Pospešek zaradi težnosti je vektor, kar pomeni, da ima velikost in smer. Pospešek zaradi težnosti na površini Zemlje označujemo s črko g. Njegova standardna vrednost je 9,80665 m/s2 (32,1740 ft/s2 ). Vendar se dejanski pospešek telesa pri prostem padu spreminja glede na lokacijo.
Zakaj težji predmeti ne padajo hitreje kot lažji predmeti
Isaac Newton je ugotovil, da je rezultanta sile enaka masi, pomnoženi s pospeškom, ali v simbolih: F = m a {\displaystyle F=ma}
. To lahko preuredimo in dobimo a = F m {\displaystyle a={\frac {F}{m}}}} } 
. Večja kot je masa padajočega predmeta, večja je sila gravitacijske privlačnosti, ki ga vleče proti Zemlji. V zgornji enačbi je to F {\displaystyle F}
. Vendar pa je število krat, ko se sila poveča ali zmanjša, enako številu krat, ko se masa poveča ali zmanjša, pri čemer razmerje ostane konstantno. V vsakem primeru se F m {\displaystyle {\frac {F}{m}}}
izniči do enakomernega pospeška približno 9,8 m/s2 . To pomeni, da ne glede na maso vsa prosto padajoča telesa pospešujejo z enako hitrostjo.
Oglejte si naslednje primere:
a = 49 N 5 k g = 9,8 N / k g = 9,8 m / s 2 {\displaystyle a={\frac {49\,\mathrm {N} }{5\,\mathrm {kg} }}\ =9,8\,\mathrm {N/kg} =9,8\,\mathrm {m/s^{2}} } 
a = 147 N 15 k g = 9,8 N / k g = 9,8 m / s 2 {\displaystyle a={\frac {147\,\mathrm {N} }{15\,\mathrm {kg} }}\ =9,8\,\mathrm {N/kg} =9,8\,\mathrm {m/s^{2}} } 
Površinski pospešek
Glede na lokacijo pade predmet na površini Zemlje s pospeškom med 9,76 in 9,83 m/s2 (32,0 in 32,3 ft/s2 ).
Zemlja ni ravno okrogla. Podobna je "zmečkani" krogli, pri kateri je polmer na ekvatorju nekoliko večji od polmera na polih. Zaradi tega se gravitacijski pospešek na polih nekoliko poveča (ker smo blizu središča Zemlje in je gravitacijska sila odvisna od razdalje), na ekvatorju pa se nekoliko zmanjša. Prav tako je zaradi centripetalnega pospeška gravitacijski pospešek na ekvatorju nekoliko manjši kot na polih. Spremembe v gostoti kamnin pod tlemi ali prisotnost gora v bližini lahko nekoliko vplivajo na gravitacijski pospešek.
Nadmorska višina
Pospešek predmeta se spreminja z višino. Sprememba težnega pospeška z oddaljenostjo od središča Zemlje poteka po zakonu obratnega kvadrata. To pomeni, da je gravitacijski pospešek obratno sorazmeren kvadratu razdalje od središča Zemlje. Ko se razdalja podvoji, se gravitacijski pospešek zmanjša za faktor 4. Ko se razdalja potroji, se gravitacijski pospešek zmanjša za faktor 9 in tako naprej.
gravitacijski pospešek ∝ 1 razdalja 2 {\displaystyle {\mbox{gravitacijski pospešek}} \\propto \ {\frac {1}{{\mbox{razdalja}}^{2}}}} } 
gravitacijski pospešek × razdalja 2 = k {\displaystyle {\mbox{gravitacijski pospešek}} \\krat {{\mbox{razdalja}}}^{2}}\ ={k}} 
Na površju Zemlje je pospešek zaradi težnosti približno 9,8 m/s2 (32 ft/s2 ). Povprečna razdalja do središča Zemlje je 6.371 km (3.959 milj).
k = 9,8 × 6371 2 {\displaystyle {k}={\mbox{9,8}} \krat {{\mbox{6371}}^{2}}} 
Z uporabo konstante k {\displaystyle k} 
lahko izračunamo gravitacijski pospešek na določeni višini.
gravitacijski pospešek = k razdalja 2 {\displaystyle {\mbox{gravitacijski pospešek}} ={\frac {k}{{\mbox{razdalja}}}^{2}}}}}\ } 
Primer: Poiščite težnostni pospešek na višini 1.000 km nad Zemljinim površjem.
6371 + 1000 = 7371 {\displaystyle 6371+1000=7371} 
∴ Oddaljenost od središča Zemlje je 7.371 km.
gravitacijski pospešek = 9,8 × 6371 2 7371 2 ≈ 7,3 {\displaystyle {\mbox{gravitacijski pospešek}} ={\frac {{\mbox{9,8}} \\krat {{\mbox{6371}}^{2}}}}{{\mbox{7371}}^{2}}}} \\aprox 7,3} 
∴ Pospešek zaradi težnosti 1.000 km (620 milj) nad površjem Zemlje je 7,3 m/s2 (24 ft/s2 ).
Gravitacijski pospešek na Kármánovi črti, meji med Zemljinim ozračjem in vesoljem, ki leži na višini 100 km, je le približno 3 % manjši kot na ravni morja.
Sprememba gravitacijskega pospeška z višino predmeta
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je gravitacijski pospešek?
O: Pospešek zaradi gravitacije je pospešek, ki ga dobi predmet zaradi gravitacijske sile.
V: Kakšna je enota SI za gravitacijski pospešek?
O: Enota SI za gravitacijski pospešek je m/s2.
V: Ali je gravitacijski pospešek skalar ali vektor?
O: Gravitacijski pospešek je vektor, ker ima velikost in smer.
V: Kakšen simbol se uporablja za predstavitev težnega pospeška na površju Zemlje?
O: Simbol, ki se uporablja za predstavitev težnega pospeška na površini Zemlje, je g.
V: Katera je standardna vrednost težnega pospeška na površju Zemlje?
O: Standardna vrednost težnega pospeška na površju Zemlje je 9,80665 m/s2 (32,1740 ft/s2).
V: Ali se dejanski pospešek telesa pri prostem padu spreminja glede na lokacijo?
O: Da, dejanski pospešek telesa pri prostem padu se spreminja glede na lokacijo.
V: Kakšna je definicija težnostnega pospeška?
O: Pospešek zaradi težnosti je pospešek, ki ga dobi predmet zaradi sile težnosti, in se izraža s črko g s standardno vrednostjo 9,80665 m/s2 na površju Zemlje, medtem ko se dejanski pospešek lahko spreminja glede na lokacijo.
