Ускорение свободного падения

Ускорение свободного падения ( g , обычно произносится как жэ) — внесистемная единица ускорения. По определению, 1 g = 9,80665 м/с².

Ускорение свободного падения на поверхности некоторых небесных тел, м/с2
 Луна    1.62    Сатурн    9.74  
 Меркурий    3.68 — 3.74   Земля    9.81  
 Марс    3.86    Нептун    11.0  
 Уран    7.51    Юпитер    23.95  
 Венера    8.88    Солнце    273.8  

Значение g было определено как «среднее» в каком-то смысле ускорение свободного падения на Земле, примерно равно ускорению свободного падения на широте 45,5° на уровне моря.

Реальное ускорение свободного падения в разных частях Земли варьируется от 9,789 м/с² на экваторе до 9,823 м/с² на полюсах.

Ускорение свободного падения g на различной высоте h над Землей
h, км g, м/с2 h, км g, м/с2
0 9.8066 20 9.7452
1 9.8036 50 9.6542
2 9.8005 80 9.5644
3 9.7974 100 9.505
4 9.7943 120 9.447
5 9.7912 500 8.45
6 9.7882 1000 7.36
8 9.7820 10 000 1.50
10 9.7759 50 000 0.125
15 9.7605 400 000 0.0025

Вычисление ускорения свободного падения

Значение ускорения свободного падения на поверхности однородной шарообразной планеты можно определить, если известны масса M и радиус R планеты:

g=G\frac{M}{R^2},

где Gгравитационная постоянная (6,6742×10-11 м3с-2кг-1).

Если применить эту формулу для вычисления ускорения свободного падения на поверхности Земли, мы получим

g = (6{,}6742 \cdot 10^{-11})\frac{5{,}9736\cdot10^{24}}{(6{,}371\cdot10^{6})^2} = 9{,}822 м/с²

Полученное значение приблизительно совпадает с реальным. Отличия обусловлены:

  • нешарообразностью формы Земли (см. геоид), поэтому формула неточна, и значение радиуса принято условно;
  • неоднородностью Земли;
  • центробежным ускорением в системе отсчёта, связанной с вращающейся Землёй.
Ускорение свободного падения для некоторых городов
Город Географические координаты (по Гринвичу) Высота над уровнем моря, м Ускорение свободного падения, м/с2
Долгота Широта
Берлин 13.40 в.д. 52.50 40 9.81280
Будапешт 19.06 в.д. 47.48 108 9.80852
Вашингтон 77.01 з.д. 38.89 14 9.80112
Вена 16.36 в.д. 48.21 183 9.80860
Гринвич 0.0 в.д. 51.48 48 9.81188
Каир 31.28 в.д. 30.07 30 9.79317
Мадрид 3.69 в.д. 40.41 655 9.79981
Нью-Йорк 73.96 з.д. 40.81 38 9.80247
Осло 10.72 в.д. 59.91 28 9.81927
Париж 2.34 в.д. 48.84 61 9.80943
Прага 14.39 в.д. 50.09 297 9.81014
Рим 12.99 в.д. 41.54 37 9.81843
Стокгольм 18.06 в.д. 59.34 45 9.81843
Токио 139.80 в.д. 35.71 18 9.79801


Исторически масса Земли была впервые определена Генри Кавендишем, исходя из известного ускорения свободного падения и радиуса Земли, и впервые измеренной им гравитационной постоянной.

Перегрузки

Термин жэ используется в космонавтике и авиации для обозначения перегрузок — увеличения веса тела, вызванные его ускоренным движением. Допустимое значение перегрузок для гражданских самолетов составляет 4,33 жэ. Обычный человек может выдерживать перегрузки до 5 g. Тренированные пилоты в антиперегрузочных костюмах могут переносить перегрузки до 9 g. Сопротивляемость к отрицательным, направленным вверх перегрузкам, значительно ниже. Обычно при 2-3 g в глазах «краснеет» и человек теряет сознание из-за прилива крови к голове.


Примерные значения перегрузок, встречающихся в жизни
Человек, стоящий неподвижно   1 g
Пассажир в самолете при взлете   1.5 g
Парашютист при приземлении со скоростью 6 м/с   1.8 g
Парашютист при раскрытии парашюта (при изменении скорости от 60 до 5 м/с)   5.0 g
Космонавты при спуске в космическом корабле «Союз»   до 3.0 — 4.0 g
Летчик при выведении самолета из пикирования   8.0 — 9g
Перегрузка (длительная), соответствующая пределу физиологических возможностей человека   8.0 — 10.0 g

Литература

  • Енохович А.С. Краткий справочник по физике (2-е издание).— М.: Высшая школа, 1976
 

Видео:

07 Ускорение свободного падения
Урок 20. Ускорение свободного падения
07. Ускорение свободного падения
Это видео взято из сайта InternetUrok.ru. Сегодняшнее занятие мы посвятим понятию «ускорение свободного падения». Движение, при котором возникает ускорение с...
Часть 6. Демонстрация "Ускорение свободного падения"
Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах | урок 20, физика 9 класс
В ходе урока все желающие смогут получить представление о теме «Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах». На этом уроке мы узнаем, как ...
Измерение ускорения свободного падения
Физика. Механика. Гравитация. Второй закон Ньютона. Ускорение свободного падения
Ускорение свободного падения
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home