Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Прискорення вільного падіння



План:


Введення

Прискорення вільного падіння на поверхні деяких небесних тіл, м / с 2
Сонце 273,1
Меркурій 3,68-3,74 Венера 8,88
Земля +9,81 Місяць 1,62
Церера 0,27 Марс 3,86
Юпітер 23,95 Сатурн 10,44
Уран 8,86 Нептун 11,09
Плутон 0,06

Прискорення вільного падіння g (зазвичай вимовляється як "ШЕ"), - прискорення, що надається тілу в вакуумі силою тяжіння, тобто геометричній сумою гравітаційного тяжіння планети (або іншого астрономічного тіла) і інерційних сил, викликаних її обертанням. Відповідно до другим законом Ньютона, прискорення вільного падіння одно силі тяжіння, що впливає на об'єкт одиничної маси.

Значення прискорення вільного падіння для Землі зазвичай приймають рівним 9,8 або 10 м / с . Стандартне ("нормальне") значення, прийняте при побудові систем одиниць, g = 9,80665 м / с , А в технічних розрахунках зазвичай приймають g = 9,81 м / с .

Значення g було визначено як "середнє" в якомусь сенсі прискорення вільного падіння на Землі, приблизно дорівнює прискоренню вільного падіння на широті 45,5 на рівні моря.

Реальне прискорення вільного падіння на поверхні Землі залежить від широти, часу доби та інших факторів. Воно варіюється від 9,780 м / с на екваторі до 9,832 м / с на полюсах [1]. Воно може бути обчислено (в м / с ) за емпіричною формулою:

g = 9 {,} 780327 \ left [1 +0 {,} 0053024 \, \ sin ^ 2 (\ phi) - 0 {,} 0000058 \, \ sin ^ 2 (2 \ phi) \ right] - 3,086 \ cdot 10 ^ {-6} \, h ,

де φ - Широта розглянутого місця, h - висота над рівнем моря в метрах. [2]


1. Обчислення прискорення вільного падіння

Гравітаційне прискорення на різній висоті h над Землею
h, км g, м / с 2 h, км g, м / с 2
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 10000 1.50
10 9.7759 50000 0.125
15 9.7605 400000 0.0025

Прискорення вільного падіння складається з двох складових: гравітаційного прискорення і відцентрового прискорення.

Значення гравітаційного прискорення на поверхні планети можна приблизно підрахувати, представивши планету точкової масою M, і обчисливши гравітаційне прискорення на відстані її радіуса R:

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

де G - гравітаційна постійна (6,6742 10 -11 мз -2 кг -1).

Якщо застосувати цю формулу для обчислення гравітаційного прискорення на поверхні Землі, ми одержимо

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

Отримане значення лише приблизно збігається з прискоренням вільного падіння в даному місці. Відмінності обумовлені:

Прискорення вільного падіння для деяких міст
Місто Довгота Широта Висота над рівнем моря, м Прискорення вільного падіння, м / с 2
Берлін 13,40 с.д. 52,50 с.ш. 40 9,81280
Будапешт 19,06 с.д. 47,48 с.ш. 108 9,80852
Вашингтон 77,01 з.д. 38,89 с.ш. 14 9,80112
Відень 16,36 с.д. 48,21 с.ш. 183 9,80860
Грінвіч 0,0 с.д. 51,48 с.ш. 48 9,81188
Каїр 31,28 с.д. 30,07 с.ш. 30 9,79317
Київ 30,30 с.д. 50,27 с.ш. 179 9,81054
Мадрид 3,69 с.д. 40,41 с.ш. 655 9,79981
Москва 37,61 с.д. 55,75 с.ш. 151 9,8154
Нью-Йорк 73,96 з.д. 40,81 с.ш. 38 9,80247
Одеса 30,73 с.д. 46,47 с.ш. 54 9.80735
Осло 10,72 с.д. 59,91 с.ш. 28 9,81927
Париж 2,34 с.д. 48,84 с.ш. 61 9,80943
Прага 14,39 с.д. 50,09 с.ш. 297 9,81014
Рим 12,99 с.д. 41,54 с.ш. 37 9,80312
Стокгольм 18,06 с.д. 59,34 с.ш. 45 9,81843
Токіо 139,80 с.д. 35,71 с.ш. 18 9,79801

Історично маса Землі була вперше визначена Генрі Кавендіш, виходячи з відомого прискорення вільного падіння і радіуса Землі, і вперше виміряної їм гравітаційної постійної.


2. Перевантаження

Термін "ШЕ" використовується в космонавтиці, авіації та автоспорті для позначення перевантажень - збільшення ваги тіла, викликаного його рухом із прискоренням. Допустиме значення перевантажень для цивільних літаків складає 4,33 g. Звичайна людина може витримувати перевантаження до 5 g [джерело не вказано 383 дні]. Треновані пілоти в антіперегрузочних костюмах можуть переносити перевантаження до 9 g. Опірність до негативних, спрямованим вгору перевантажень, значно нижче. Зазвичай при -2; -3 g в очах "червоніє" і людина важче переносить таке перевантаження через припливу крові до голови.

У цьому питанні існує невелика термінологічна плутанина: наприклад, визначення перевантаження вище дає для стоїть нерухомо людини перевантаження в 0g, але в таблиці нижче цей же випадок розглядається як перевантаження в 1g. Схожий казус відбувається при вимірі тиску: ми говоримо - тиск 0, маючи на увазі тиск в одну атмосферу навколо нас, вчений скаже - тиск 0, маючи на увазі повна відсутність молекул в даному обсязі.

Зразкові значення перевантажень, зустрічаються в житті
Людина, що стоїть нерухомо 1 g
Пасажир в літаку під час зльоту 1,5 g
Парашутист при приземленні зі швидкістю 6 м / с 1,8 g
Парашутист при розкритті парашута (при зміні швидкості від 60 до 5 м / с) 5,0 g
Космонавти під час спуску в космічному кораблі "Союз" до 3,0-4,0 g
Льотчик при виконанні фігур вищого пілотажу до 5 g
Льотчик при виведенні літака з пікірування 8,0-9 g
Перевантаження (тривала), що відповідає межі фізіологічних можливостей людини 8,0-10,0 g
Найбільша (короткочасна) перевантаження автомобіля, при якій людині вдалося вижити 214 g [3]

Примітки

  1. "Вільне падіння тіл. Прискорення вільного падіння" - www.edu.yar.ru/russian/projects/socnav/prep/phis001/kin/kin5.html
  2. g-Extractor - www.ptb.de/en/org/1/11/115/_index.htm на сайті Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB).
  3. Аварія Кенні Брака IRL 2003 Texas Chevy 500 - www.youtube.com/watch?v=aVpux5JxqEk

Література

  • А. С. Еноховіч Короткий довідник по фізиці - М .: "Вища школа", 1976. - 288 с.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Прискорення
Кутове прискорення
Апаратне прискорення
Прискорення (гасло)
Доцентрове прискорення
Тангенціальне прискорення
Пермісивними ліцензія вільного ПЗ
Вулиця Вільного Новгорода
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru