Гравитационни сили

Запознайте се с текстовата информация по-долу:

Свободно падащ предмет е обект, който се намира под влиянието на гравитацията. Съществуват две важни характеристики на движението, които са валидни за свободно падащите обекти:

1. свободно падащите обекти не срещат съпротивление на въздуха;
2. всички свободно падащи обекти (на Земята) се ускоряват надолу със скорост 9,8 m/s/s (често приблизително 10 m/s/s).

Това ускорение може да се визуализира чрез следа от лента или точкова диаграма на движението на свободно падащите обекти. На точковата диаграма по-долу е показано положението на обекта на равни интервали от време – например на всеки 0,1 секунди. Фактът, че разстоянието, което обектът изминава на всеки интервал от време, се увеличава, е сигурен знак, че топката се ускорява, докато пада надолу.

Източник: http://www.physicsclassroom.com/Class/1DKin/U1L5a1.gif

Причината за свободното падане е гравитационната сила, която придава на падащото тяло гравитационно ускорение. На всяка планета обаче гравитационното ускорение е различно. Следователно, свободното падане също е различно на всяка планета. Колкото по-голямо е гравитационното ускорение на дадена планета, толкова по-бързо и с по-голяма скорост телата ще се ударят в повърхността. Земята и Луната имат различни маси и различни размери. Следователно на повърхността им има различно гравитационно ускорение.

Въпроси и задачи за изпълнение

1. Запознайте се с графиките и таблиците, дадени в Excel.

За изтегляне: Работен лист Gravity_tables-BG

2. Решете задачите, като използвате данните от таблиците и дадените графики.

Таблица 1. и графика 1. показват скоростта на свободно падане на тяло за определено време на Земята и на Луната.

На хоризонталната ос на графиката е изобразено времето в интервал от 0,1 секунди. На вертикалната ос е скоростта, която тялото достига по време на свободното падане. В синьо е показано падането на тялото върху повърхността на Земята. В оранжев цвят е падането на тялото върху повърхността на Луната.

Таблица 1.

А. Отговорете на въпросите:

1. Колко време е наблюдавано падането на тялото?
2. Било ли е тялото в покой в началния момент?
3. Променя ли се скоростта на падащото тяло по време на падането?
4. При кое падане тялото е достигнало по-голяма скорост – при падането на повърхността на Земята или на повърхността на Луната?
5. Сравнете скоростта, която тялото на повърхността на Земята достига след 0,6 s със скоростта на тялото за същото време на повърхността на Луната.

Таблица 2. и графика 2. показват показват разстоянието, изминато от тялото по време на свободно падане. Падането на тялото върху повърхността на Земята е показано в синьо, падането върху повърхността на Луната – в оранжево. На хоризонталната ос на графиката е изобразено времето в интервал от 0,1 секунди. На вертикалната ос е пътят, който е изминат от тялото по време на свободното му падане.

Таблица 2.

В. Отговорете на въпросите въз основа на данните от таблица 2. и графика 2:

1. Какъв път е изминало тялото по повърхността на Земята през първата десета от секундата?
2. Какъв път е изминало тялото по повърхността на Земята през втората десета от секундата?
3. Какъв път е изминало тялото по повърхността на Земята през третата десета от секундата?
4. Едно тяло изминава ли един и същи път всяка секунда, докато пада върху повърхността на Земята?
5. Сравнете пътя, изминат по време на падането на повърхността на Земята и на повърхността на Луната за едно и също време.
6. Колко време отнема на едно тяло да измине повече от 20 см по повърхността на Луната?