📜  重力加速度

📅  最后修改于: 2021-06-25 02:24:01             🧑  作者: Mango

在跳伞过程中,当跳伞运动员从飞机上跳下来时,下降的速度突然增加,这是由于重力引起的加速度以及吸引人体的力(即重力)引起的。另外,当跳伞者打开降落伞时,降落伞会抵抗重力并降低速度,从而使人安全着陆。还观察到,当球沿向上方向运动时,其速度要比其下降时低。这完全是由于重力而产生的加速度。

地心引力

物体对地球的吸引力称为重力或重力。宇宙中的每个物体,无论大小,都会对其他物体施加力,因此,这种力称为万有引力

例如:在地球表面上的任何两本书或任何两个物体之间作用的力。

此外,重力也被定义为以质量吸引两个物体的任何力。此外,这种引力之所以具有吸引力,是因为它总是试图将质量拉在一起,并且因为它是一种吸引力,所以它从未将它们推开。此外,包括您在内的每个物体都被整个宇宙中所有其他物体所吸引,这被称为牛顿万有引力定律或万有引力公式。

重力加速度

当物体掉落到地球上时,由于地球的重力,其加速度会发生变化。将该加速度称为重力引起的加速度。这是物体由于重力而获得的加速度。

由于重力(g)引起的加速度的SI单位为m /s²

由于重力引起的加速度具有大小和方向。因此,它是一个向量

海平面在地球表面的标准值为9.8 m /s²

从数学上讲,由于重力而产生的加速度与物体的质量成正比,与与质心的距离成反比,因此给出:

g\propto\dfrac{m}{r^2}

或者

g=\dfrac{Gm}{r^2}

其中,G是引力常数,

m是身体的质量,

r是距中心的距离。

推导重力加速度公式

计算重力引起的加速度

由于重力影响加速度的因素

  • 地球的形状:众所周知,地球的形状不是球形,而是相当椭圆形的,因此重力在不同的地方会有所不同。由于地球的半径在极点处最小,因此在地球极处的吸引力最大,约为9.82 m / s 2。由于地球的半径在赤道处最大,而地球赤道的引力最小,约为9.78 m / s 2

  • 高度:当物体远离地球表面时,吸引力会随着地球与物体之间距离的增加而减小。
  • 深度:将物体放入地球表面时,由于重力而产生的加速度变小。

深度D对g的影响

考虑质量为M的地球内部深度为D的质量为m的物体。

就密度而言,由于重力作用在地球表面产生的加速度为:

g = 4/3 xπρx RG

在深度D

g D = 4/3 xπρx(RD)G

将两个方程相除,我们得到

g d = gxπρx(RD)

高度h对g的影响

如果将物体放置在某个高度h,则d的值将变为(r + h),因此,

g h = GM /(r + h) 2

= GM / r 2 (1 + h / r) 2

=(GM / r 2 )/(1 + h / r) 2

= g /(1 + h / r) 2 (因为g = GM / r 2 )

当h远小于地球半径时,高度h处的g值由下式给出:

g h = g /(1 – 2h / r)

样本问题

这是基于上面讨论的主题而解决的一些问题。