Toate corpurile din spațiul fără aer cad cu aceeași accelerație. Dar de ce se întâmplă asta? De ce accelerația unui corp în cădere liberă nu depinde de masa acestuia? Pentru a răspunde la aceste întrebări, va trebui să ne gândim cu atenție la semnificația cuvântului „masă”.

Să ne oprim mai întâi asupra cursului raționamentului lui Galileo, prin care a încercat să demonstreze că toate corpurile trebuie să cadă cu aceeași accelerație. Nu vom ajunge, raționând în imagini similare, la concluzia, de exemplu, că într-un câmp electric toate sarcinile se mișcă și ele cu aceeași accelerație?

Să fie două sarcini electrice - mare și mică; Să presupunem că într-un câmp electric dat o sarcină mare se mișcă mai repede. Să conectăm aceste taxe. Cum ar trebui să se miște acum încărcătura compozită: mai rapid sau mai lent decât încărcarea mare? Un lucru este cert, că forța care acționează asupra sarcinii compuse din lateral câmp electric, vor exista mai multe forțe pe care fiecare încărcare le-a experimentat separat. Cu toate acestea, aceste informații încă nu sunt suficiente pentru a determina accelerația unui corp; trebuie să știți și masa totală a sarcinii compozite. Din cauza lipsei de date, trebuie să întrerupem discuția despre mișcarea unei sarcini compuse.

Dar de ce nu a întâmpinat Galileo dificultăți similare când a discutat despre căderea corpurilor grele și ușoare? Cum diferă mișcarea masei într-un câmp gravitațional de mișcarea unei sarcini într-un câmp electric? Se pare că aici nu există nicio diferență fundamentală. Pentru a determina mișcarea unei sarcini într-un câmp electric, trebuie să cunoaștem mărimea sarcinii și a masei: prima dintre ele determină forța care acționează asupra sarcinii din câmpul electric, a doua determină accelerația la o forță dată. Pentru a determina mișcarea unui corp într-un câmp gravitațional, este necesar să se țină seama și de două mărimi: sarcina gravitațională și masa acesteia. Sarcina gravitațională determină mărimea forței cu care câmpul gravitațional acționează asupra corpului, în timp ce masa determină accelerația corpului în cazul unei forțe date. Pentru Galileo, o singură valoare a fost suficientă pentru că a considerat că sarcina gravitațională este egală cu masa.

Fizicienii nu folosesc de obicei termenul de „sarcină gravitațională”, ci spun în schimb „masă grea”. Pentru a evita confuzia, masa care determină accelerația unui corp sub o anumită forță se numește „masă inerțială”. Deci, de exemplu, masa discutată în teoria relativității speciale este masa inerțială.

Să caracterizăm ceva mai precis masele grele și inerte.

Ce înțelegem, de exemplu, prin afirmația că o pâine cântărește 1 kg? Aceasta este pâinea pe care Pământul o atrage în sine cu forță V 1 kg (desigur, pâinea atrage Pământul cu aceeași forță). De ce atrage Pământul o pâine cu o forță de 1 kg și alta, mai mare, să zicem, cu o forță de 2? kg? Pentru că este mai multă pâine în a doua pâine decât în ​​prima. Sau, după cum se spune, a doua pâine are mai multă masă (mai precis, de două ori mai mult) decât prima.

Fiecare corp are o anumită greutate, iar greutatea depinde de masa grea. Masa grea este o caracteristică a unui corp care determină greutatea acestuia, sau, cu alte cuvinte, masa grea determină cantitatea de forță cu care corpul în cauză este atras de alte corpuri. Astfel, cantitățile TȘi M, care apar în formula (10) sunt mase grele. Trebuie avut în vedere că masa grea este o anumită cantitate care caracterizează cantitatea de materie conținută într-un corp. Greutatea corporală, dimpotrivă, depinde de condițiile externe.

În viața de zi cu zi, prin greutate înțelegem forța cu care un corp este atras de Pământ, măsurăm greutatea corpului în raport cu Pământul; Am putea vorbi la fel de ușor despre greutatea unui corp în raport cu Luna, Soarele sau orice alt corp. Când o persoană reușește să viziteze alte planete, va avea ocazia să verifice direct că greutatea unui corp depinde de masa în raport cu care este măsurat. Să ne imaginăm că astronauții, mergând pe Marte, au luat cu ei o pâine, care cântărește 1 pe Pământ kg. După ce l-au cântărit pe suprafața lui Marte, vor descoperi că greutatea pâinii era egală cu 380. G. Masa grea a pâinii nu s-a schimbat în timpul zborului, dar greutatea pâinii a scăzut aproape de trei ori. Motivul este clar: masa grea a lui Marte este mai mică decât masa grea a Pământului, astfel încât atracția pâinii pe Marte este mai mică decât pe Pământ. Dar această pâine te va satisface exact în același mod, indiferent de locul în care se mănâncă - pe Pământ sau pe Marte. Din acest exemplu este clar că un corp trebuie să fie caracterizat nu prin greutatea sa, ci prin masa sa grea. Sistemul nostru de unități este ales în așa fel încât greutatea unui corp (în raport cu Pământul) să fie numeric egală cu masa grea, doar datorită acestui lucru nu trebuie să facem distincția între masa grea și greutatea corporală în viața de zi cu zi.

Luați în considerare următorul exemplu. Lăsați un tren scurt de marfă să ajungă la gară. Frânele sunt aplicate și trenul se oprește imediat. Apoi urmează formația grea. Aici nu poți opri trenul imediat – trebuie să încetinești mai mult. De ce durează atât de mult să oprești trenurile? timp diferit? De obicei, răspunsul este că al doilea tren era mai greu decât primul - acesta este motivul. Acest răspuns este inexact. Ce îi pasă unui mecanic de locomotivă de greutatea trenului? Tot ce contează pentru el este cât de multă rezistență are trenul la reducerea vitezei. De ce să presupunem că trenul, pe care Pământul îl atrage mai puternic, rezistă cu mai multă încăpățânare la schimbarea vitezei? Adevărat, observațiile de zi cu zi arată că așa este, dar se poate dovedi că aceasta este o pură coincidență. Nu există nicio legătură logică între greutatea trenului și rezistența pe care acesta o oferă la schimbările de viteză.

Deci, nu putem explica prin greutatea unui corp (și, în consecință, masa grea) faptul că, sub influența unor forțe identice, un corp își schimbă ascultător viteza, în timp ce altul necesită timp considerabil pentru aceasta. Trebuie să căutăm un motiv în altă parte. Proprietatea unui corp de a rezista la schimbarea vitezei se numește inerție. Am observat mai devreme că în latină „inerția” înseamnă lene, letargie. Dacă un corp este „leneș”, adică își schimbă viteza mai lent, atunci se spune că are o inerție mai mare. Am văzut că un tren cu masă mai mică are mai puțină inerție decât un tren cu masă mai mare. Aici am folosit din nou cuvântul „masă”, dar într-un sens diferit. Mai sus, masa a caracterizat atracția unui corp de către alte corpuri, dar aici ea caracterizează inerția unui corp. De aceea, pentru a elimina confuzia în folosirea aceluiași cuvânt „masă” în două sensuri diferite, se spune „masă grea” și „masă inertă”. În timp ce masa grea caracterizează influența gravitațională asupra unui corp de la alte corpuri, masa inerțială caracterizează inerția corpului. Dacă masa grea a unui corp se dublează, atunci forța de atracție a acestuia de către alte corpuri se va dubla. Dacă masa inerțială se dublează, atunci accelerația dobândită de corp sub influența unei forțe date va scădea la jumătate. Dacă, cu o masă inerțială de două ori mai mare, cerem ca accelerația corpului să rămână aceeași, atunci va trebui să i se aplice o forță de două ori mai mare.

Ce s-ar întâmpla dacă toate corpurile ar avea o masă inertă egală cu masa grea? Să avem, de exemplu, o bucată de fier și o piatră, iar masa inertă a piesei de fier este de trei ori mai mare decât masa inertă a pietrei. Aceasta înseamnă că, pentru a conferi accelerații egale acestor corpuri, o bucată de fier trebuie să fie supusă unei forțe de trei ori mai mare decât cea aplicată unei pietre. Să presupunem acum că masa inerțială este întotdeauna egală cu cea grea. Aceasta înseamnă că masa grea a unei bucăți de fier va fi de trei ori mai mare decât masa grea a unei pietre; o bucată de fier va fi atrasă de Pământ de trei ori mai puternică decât o piatră. Dar pentru a da accelerații egale de exact trei ori forța este necesară. Prin urmare, o bucată de fier și o piatră vor cădea pe Pământ cu accelerații egale.

Din cele de mai sus rezultă că dacă masele inerțiale și grele sunt egale, toate corpurile vor cădea pe Pământ cu aceeași accelerație. Experiența arată într-adevăr că accelerația tuturor corpurilor în cădere liberă este aceeași. Din aceasta putem concluziona că toate corpurile au o masă inertă egală cu masa grea.

Masa inertă și masa grea sunt concepte diferite care nu au legătură logic. Fiecare dintre ele caracterizează o anumită proprietate a corpului. Și dacă experiența arată că masele inerte și grele sunt egale, atunci aceasta înseamnă că de fapt am caracterizat aceeași proprietate a corpului folosind două concepte diferite. Un corp are o singură masă. Faptul că i-am atribuit anterior mase de două feluri se datora pur și simplu cunoașterii noastre insuficiente despre natură. Acum se poate spune pe bună dreptate că masa corporală grea este echivalentă cu masa inertă. În consecință, raportul dintre masa grea și inertă este într-o oarecare măsură similar cu raportul dintre masă (mai precis, masa inertă) și energie.

Newton a fost primul care a arătat că legile căderii libere descoperite de Galileo au loc datorită egalității masei inerțiale și grele. Deoarece această egalitate a fost stabilită experimental, cu siguranță trebuie să ținem cont de erorile care apar inevitabil în toate măsurătorile. Conform estimării lui Newton, pentru un corp cu masă mare V 1 kg masa inertă poate diferi de un kilogram cu cel mult 1 g.

Astronomul german Bessel a folosit un pendul pentru a studia relația dintre masa inertă și cea grea. Se poate arăta că dacă masa inerțială a corpurilor nu este egală cu masa grea, perioada de oscilații mici ale pendulului va depinde de greutatea acestuia. Între timp, măsurători precise efectuate cu diferite corpuri, inclusiv cu ființe vii, au arătat că nu există o astfel de dependență. Masa grea este egală cu masa inertă. Având în vedere acuratețea experienței sale, Bessel ar putea susține că masa inerțială a unui corp este 1 kg poate diferi de masa grea cu cel mult 0,017 g În 1894, fizicianul maghiar R. Eotvos a reușit să compare cu foarte mare precizie masele inerte și grele. Din măsurători a rezultat că masa inerțială a corpului V 1 kg poate diferi de masa grea cu cel mult 0,005 mG . Măsurătorile moderne au redus posibila eroare de aproximativ o sută de ori. O astfel de precizie a măsurătorilor face posibilă afirmarea că masele inerte și grele sunt într-adevăr egale.

Experimente deosebit de interesante au fost efectuate în 1918 de către fizicianul olandez Zeeman, care a studiat raportul dintre masa grea și inertă pentru izotopul radioactiv al uraniului. Nucleele de uraniu sunt instabile și se transformă în timp în nuclee de plumb și heliu. În acest caz, energia este eliberată în timpul procesului de dezintegrare radioactivă. O estimare aproximativă arată că la transformarea 1 G uraniu pur în plumb și heliu ar trebui să fie eliberat 0,0001 G energie (am văzut mai sus că energia poate fi măsurată în grame). Deci putem spune că 1 G uraniul conține 0,9999 G masa inertă și 0,0001 G energie. Măsurătorile lui Zeeman au arătat că masa grea a unei astfel de bucăți de uraniu este de 1 g. Aceasta înseamnă că 0,0001 g de energie este atrasă de Pământ cu o forță de 0,0001 g. Am observat deja mai sus că nu are sens să distingem între energie și masa inerțială, deoarece ambele caracterizează aceeași proprietate a corpului. Prin urmare, este suficient să spunem că masa inertă a unei bucăți de uraniu este de 1 g. Pentru corpurile radioactive, masa inertă și cea grea sunt de asemenea egale. Egalitatea masei inerte și grele este o proprietate comună tuturor corpurilor naturale.

De exemplu, acceleratorii de particule, prin împărțirea energiei particulelor, cresc astfel greutatea acestora. Dacă, de exemplu, electronii ies dintr-un accelerator... au o energie de 12.000 de ori mai mare decât energia electronilor în repaus, apoi sunt de 12.000 de ori mai grei decât cei din urmă. (Din acest motiv, acceleratorii de electroni de mare putere sunt uneori numiți „ponderatori”).

Căderea liberă este mișcarea obiectelor vertical în jos sau vertical în sus. Aceasta este o mișcare uniform accelerată, dar tipul ei special. Pentru această mișcare, toate formulele și legile mișcării uniform accelerate sunt valabile.

Dacă un corp zboară vertical în jos, atunci accelerează, în acest caz vectorul viteză (direcționat vertical în jos) coincide cu vectorul accelerație. Dacă un corp zboară vertical în sus, atunci încetinește în acest caz, vectorul viteză (direcționat în sus) nu coincide cu direcția de accelerație. Vectorul de accelerație în timpul căderii libere este întotdeauna îndreptat vertical în jos.

Accelerația în timpul căderii libere a corpurilor este o valoare constantă.
Aceasta înseamnă că indiferent de corp care zboară în sus sau în jos, viteza lui se va schimba la fel. DAR cu o singură avertizare, dacă forța de rezistență a aerului poate fi neglijată.

Accelerația datorată gravitației este de obicei indicată cu o altă literă decât accelerația. Dar accelerația datorată gravitației și accelerația sunt aceeași mărime fizică și au același sens fizic. Ei participă în mod egal la formulele pentru mișcarea uniform accelerată.

Scriem semnul „+” în formule atunci când corpul zboară în jos (accelerează), semnul „-” - când corpul zboară în sus (încetinește)

Toată lumea știe din manualele școlare de fizică că în vid o pietricică și o pană zboară la fel. Dar puțini oameni înțeleg de ce, în vid, corpuri de mase diferite aterizează în același timp. Orice s-ar putea spune, indiferent dacă sunt în vid sau în aer, masa lor este diferită. Răspunsul este simplu. Forța care face corpurile să cadă (gravitația), cauzată de câmpul gravitațional al Pământului, este diferită pentru aceste corpuri. Pentru o piatră este mai mare (deoarece piatra are mai multă masă), pentru o pană este mai mică. Dar nu există dependență: cu cât forța este mai mare, cu atât accelerația este mai mare! Să comparăm, acționăm cu aceeași forță asupra unui dulap greu și a unei noptiere ușoare. Sub influența acestei forțe, noptiera se va mișca mai repede. Si pentru ca dulapul si noptiera sa se miste in mod egal, dulapul trebuie influentat mai puternic decat noptiera. Pământul face la fel. Atrage corpurile mai grele cu o forță mai mare decât cele mai ușoare. Și aceste forțe sunt distribuite între mase în așa fel încât toate să cadă în vid în același timp, indiferent de masă.

Să luăm în considerare separat problema rezistenței aerului emergente. Să luăm două foi de hârtie identice. Vom mototoli unul dintre ele și în același timp le vom da drumul. O frunză mototolită va cădea la pământ mai devreme. Aici, diferiții timpi de cădere nu sunt legați de greutatea corporală și de gravitație, ci se datorează rezistenței aerului.

Luați în considerare un corp care cade de la o anumită înălțime h fara viteza initiala. Dacă axa de coordonate a OU este îndreptată în sus, aliniind originea coordonatelor cu suprafața Pământului, obținem principalele caracteristici ale acestei mișcări.

Un corp aruncat vertical în sus se mișcă uniform cu accelerația gravitației. În acest caz, vectorii viteză și accelerație sunt direcționați în părți opuse, iar modulul de viteză scade în timp.

IMPORTANT! Deoarece ridicarea unui corp la înălțimea sa maximă și căderea ulterioară la nivelul solului sunt mișcări absolut simetrice (cu aceeași accelerație, doar una mai lentă și cealaltă accelerată), atunci viteza cu care aterizează corpul va fi egală cu viteza. cu care s-a aruncat în sus. În acest caz, timpul în care corpul se ridică la înălțimea maximă va fi egal cu timpul în care corpul cade de la această înălțime la nivelul solului. Astfel, întregul timp de zbor va fi dublu față de timpul de creștere sau scădere. Viteza unui corp la același nivel atunci când se ridică și coboară va fi, de asemenea, aceeași.

Principalul lucru de reținut

1) Direcția accelerației în timpul căderii libere a corpului;
2) Valoarea numerică a accelerației căderii libere;
3) Formule

Deduceți o formulă pentru determinarea timpului de cădere a unui corp de la o anumită înălțime h fara viteza initiala.

Deduceți o formulă pentru a determina timpul necesar unui corp pentru a se ridica la înălțimea maximă atunci când este aruncat cu o viteză inițială v0

Deduceți o formulă pentru a determina înălțimea maximă de ridicare a unui corp aruncat vertical în sus cu o viteză inițială v0

Inapoi inainte

Atenţie! Previzualizările diapozitivelor au doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte toate caracteristicile prezentării. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.

Căderea liberă este o întrebare interesantă, dar în același timp destul de complexă, deoarece toți ascultătorii sunt surprinși și neîncrezători de faptul că toate corpurile, indiferent de masa lor, cad cu aceeași accelerație și chiar cu viteze egale dacă nu există rezistență de la mediul. Pentru a depăși această prejudecată, profesorul trebuie să aloce mult timp și efort. Deși există momente când un profesor întreabă un coleg în secret de la elevi: „De ce viteza și accelerația sunt la fel?” Adică, se dovedește că uneori profesorul prezintă mecanic ceva adevăr, deși la nivel de zi cu zi el însuși rămâne printre cei care se îndoiesc. Aceasta înseamnă că calculele matematice și conceptul unei relații direct proporționale între gravitație și masă nu sunt suficiente. Sunt necesare imagini mai convingătoare decât raționamentul folosind formula g = F grea / m că atunci când masa se dublează, forța gravitațională se dublează și ea și cei doi sunt reduse (adică, ca urmare, formula capătă forma anterioară). Apoi se trag concluzii similare pentru trei, patru etc. Dar în spatele formulelor, elevii nu văd explicația reală. Formula rămâne, parcă, singură, dar experiența de viață te împiedică să fii de acord cu povestea profesorului. Și oricât de mult vorbește sau convinge profesorul, nu vor exista cunoștințe durabile, justificate logic, care să lase o amprentă adâncă în memorie. Prin urmare, după cum arată experiența, într-o astfel de situație este nevoie de o abordare diferită, și anume, un impact la nivel emoțional - pentru a surprinde și a explica. În acest caz, puteți face fără experimentul greoi cu un tub Newton. Experimente simple care dovedesc influența aerului asupra mișcării unui corp în orice mediu și argumente teoretice amuzante, care, pe de o parte, cu claritatea lor, pot interesa pe mulți și, pe de altă parte, vă vor permite să stăpâniți rapid și eficient materialul studiat, sunt destul de suficiente.

Prezentarea pe această temă conține diapozitive corespunzătoare paragrafului „Cădere liberă a corpurilor” studiat în clasa a 9-a și reflectă și problemele de mai sus. Să luăm în considerare conținutul prezentării mai detaliat, deoarece este realizată folosind animație și, prin urmare, este necesar să explicăm sensul și scopul diapozitivelor individuale. Descrierea diapozitivelor va fi în conformitate cu numerotarea acestora din prezentare.

1. Titlu
2. Definiția termenului „cădere liberă”
3. Portretul lui Galileo
4. experimentele lui Galileo. Două bile de mase diferite cad din Turnul înclinat din Pisa și ajung la suprafața pământului în același timp. Vectorii gravitaționali sunt, în consecință, de lungimi diferite.
5. Gravitația este proporțională cu masa: Fgreutate = mg. Pe lângă această afirmație, slide-ul arată două cercuri. Unul este roșu, iar celălalt este albastru, care se potrivește cu culoarea literelor pentru gravitație și masă de pe acest slide. Pentru a demonstra semnificația relației direct și invers proporționale, aceste cercuri, atunci când faceți clic pe mouse, încep simultan să crească sau să scadă de același număr de ori.
6. Gravitația este proporțională cu masa. Dar de data aceasta se arată matematic. Animația vă permite să înlocuiți aceiași factori atât în ​​numărător, cât și în numitorul formulei pentru accelerarea căderii libere. Aceste numere sunt reduse (ceea ce este reprezentat și în animație) și formula devine aceeași. Adică, aici demonstrăm studenților teoretic că în timpul căderii libere, accelerația tuturor corpurilor, indiferent de masa lor, este aceeași.
7. Valoarea accelerației datorate gravitației pe suprafața globului nu este aceeași: ea scade de la pol la ecuator. Dar când calculăm, luăm o valoare aproximativă de 9,8 m/s2.
8. 9. Poezii de toamna libera(după ce le citiți, ar trebui să chestionați elevii cu privire la conținutul poeziei)

Nu numărăm aerul și zburăm la pământ,
Viteza crește, este deja clar pentru mine.
În fiecare secundă totul este la fel:
Toată lumea adaugă „zece”, Pământul ne va ajuta.
Îmi măresc viteza cu metri pe secundă.
De îndată ce ajung la pământ, poate mă voi calma.
Mă bucur că am ajuns la timp, cunoscând accelerația,
Experimentează căderea liberă.
Dar probabil mai bine data viitoare
Voi urca pe munți, poate până în Caucaz:
Va fi mai puțin „g” acolo. Singura problemă este
Renunți și numerele din nou, ca întotdeauna,
Vor alerga în galop și nu pot fi opriți.
Cel puțin, în general, aerul va încetini.
Nu. Să mergem în schimb pe Lună sau pe Marte.
Experimentele de acolo sunt de multe ori mai sigure.
Mai puțină atracție - am aflat totul singur,
Deci, va fi mai interesant să sari acolo.

1. 11. Mișcarea unei foi ușoare și a unei mingi grele în aer și în spațiu fără aer (animație).

1. Slide-ul prezintă o configurație pentru demonstrarea experienței în mișcarea corpurilor în spațiul fără aer. Tubul Newton este conectat printr-un furtun la pompa Komovsky. După ce s-a creat suficient vid în tub, corpurile din acesta (pelete, plută și pene) cad aproape simultan.
2. Animație: „Cădere de corpuri într-un tub Newton”. Corpuri: fracție, monedă, plută, pană.
3. Luarea în considerare a forțelor rezultante aplicate unui corp atunci când se deplasează în aer. Animație: forța de rezistență a aerului (vector albastru) este scăzută din forța gravitației (vector roșu) iar forța rezultantă (vector verde) apare pe ecran. Pentru cel de-al doilea corp (placă) cu o suprafață mai mare, rezistența aerului este mai mare, iar forța rezultantă a gravitației și rezistența aerului este mai mică decât pentru o minge.
4. 
   Luați două coli de hârtie aceeași masă. Unul dintre ei era mototolit. Cearșafurile cad din diferit viteze și accelerații. Astfel demonstrăm că două corpuri de masă egală, având forme diferite, cad în aer cu viteze diferite.
5. Fotografii ale experimentelor fără tub Newton, care arată rolul aerului în rezistența la mișcarea corpurilor.
   Luăm un manual și o foaie de hârtie, a căror lungime și lățime este mai mică decât cea a cărții. Masele acestor două corpuri sunt în mod natural diferite, dar vor cădea cu identic viteze și accelerații, dacă influența rezistenței aerului este eliminată pentru foaie, adică foaia este așezată pe o carte. Dacă corpurile sunt ridicate deasupra suprafeței pământului și eliberate separat unele de altele, atunci frunza cade mult mai încet.
6. La întrebarea că mulți nu înțeleg de ce accelerația corpurilor în cădere liberă este aceeași și nu depinde de masa acestor corpuri.
   Pe lângă faptul că Galileo, având în vedere această problemă, a propus înlocuirea unui corp masiv cu două dintre părțile sale legate printr-un lanț și analizând situația, mai poate fi oferit un exemplu. Când vedem că două corpuri cu mase m și 2m, având o viteză inițială zero și aceeași accelerație, necesită aplicarea unor forțe care diferă și ele cu un factor de 2, nimic nu ne surprinde. Aceasta se întâmplă în timpul mișcării normale pe o suprafață orizontală. Dar aceeași sarcină și același raționament în legătură cu corpurile în cădere par deja de neînțeles.
7. Pentru o analogie, trebuie să rotim desenul orizontal cu 900 și să îl comparăm cu corpurile care cad. Atunci va fi clar că nu există diferențe fundamentale. Dacă un corp de masă m este tras de un cal, atunci pentru un corp sunt necesari 2 m 2 cai, astfel încât al doilea corp să nu rămână în urmă celui dintâi și să se miște cu aceeași accelerație. Dar pentru mișcarea verticală vor exista explicații similare. Numai noi vom vorbi despre influența Pământului. Forța gravitațională care acționează asupra unui corp de masă de 2 m este de 2 ori mai mare decât pentru primul corp de masă m. Și faptul că una dintre forțe este de 2 ori mai mare nu înseamnă că corpul ar trebui să se miște mai repede. Aceasta înseamnă că dacă forța ar fi mai mică, corpul mai masiv nu ar ține pasul cu corpul mai mic. Este ca și cum ai vedea cursele de cai pe slide-ul anterior. Astfel, atunci când studiem subiectul căderii libere a corpurilor, nu pare să ne gândim la faptul că, fără influența Pământului, aceste corpuri ar trebui să „atârne” în spațiu. Nimeni nu și-ar schimba viteza, care este zero. Pur și simplu suntem prea obișnuiți cu gravitația și nu-i mai observăm rolul. De aceea, afirmația despre egalitatea accelerației gravitației pentru corpuri de mase foarte diferite ni se pare atât de ciudată.

Inca un lucru condiție importantă- în vid. Și nu prin viteză, ci prin accelerație în acest caz. Da, într-un anumit grad de aproximare, acest lucru este adevărat. Să ne dăm seama.

Deci, dacă două corpuri cad de la aceeași înălțime în vid, atunci vor cădea în același timp. Galileo Galilei a demonstrat la un moment dat experimental că corpurile cad pe Pământ (cu majusculă – vorbim despre o planetă) cu aceeași accelerație, indiferent de forma și masa lor. Legenda spune că a luat un tub transparent, a pus în el o pelită și o pană și apoi a pompat aerul din el. Și s-a dovedit că fiind într-un astfel de tub, ambele corpuri au căzut în același timp. Faptul este că fiecare corp situat în câmpul gravitațional al Pământului experimentează aceeași accelerație (în medie g~9,8 m/s²) de cădere liberă, indiferent de masa sa (de fapt, acest lucru nu este în întregime adevărat, dar într-o primă aproximare - da, de fapt, acest lucru nu este neobișnuit în fizică - citiți până la capăt).

Dacă căderea are loc în aer, atunci pe lângă accelerarea căderii libere, mai apare un lucru; este îndreptată împotriva mișcării corpului (dacă corpul cade pur și simplu, atunci împotriva direcției căderii libere) și este cauzată de forța de rezistență a aerului. Forța în sine depinde de o grămadă de factori (viteza și forma corpului, de exemplu), dar accelerația pe care această forță o va da corpului depinde de masa acestui corp (a doua lege a lui Newton - F=ma, unde a este accelerația). Adică, dacă în mod convențional, corpurile „cade” cu aceeași accelerație, dar „încetinesc” în diferite grade sub influența forței de rezistență a mediului. Cu alte cuvinte, mingea de spumă va „încetini” mai activ în aer, atâta timp cât masa sa este mai mică decât cea a mingii de plumb care zboară în apropiere. În vid nu există rezistență și ambele bile vor cădea aproximativ (în măsura adâncimii vidului și a preciziei experimentului) simultan.

Ei bine, în concluzie, declinarea de răspundere promisă. În tubul menționat mai sus, la fel ca cel al lui Galileo, chiar și în condiții ideale, peletul va cădea cu un număr nesemnificativ de nanosecunde mai devreme, din nou datorită faptului că masa sa diferă nesemnificativ (comparativ cu masa Pământului) de masa de pana. Cert este că în Legea gravitației universale, care descrie forța de atracție în perechi a corpurilor masive, apar AMBELE mase. Adică, pentru fiecare pereche de astfel de corpuri, forța rezultată (și, prin urmare, accelerația) va depinde de masa corpului „cădere”. Cu toate acestea, contribuția peletului la această forță va fi neglijabilă, ceea ce înseamnă că diferența dintre valorile de accelerație pentru peletă și pene va fi în mod dispare de mică. Dacă, de exemplu, vorbim despre „căderea” a două bile de jumătate și, respectiv, un sfert din masa Pământului, atunci prima va „cădea” vizibil mai devreme decât a doua. Adevărul este că este dificil să vorbim despre o „cădere” aici - o astfel de masă va deplasa vizibil Pământul însuși.

Apropo, atunci când pe Pământ cade o granulă sau, să zicem, o piatră, atunci, conform aceleiași Legi a Gravitației Universale, nu numai piatra depășește distanța până la Pământ, ci și Pământul în acel moment se apropie de piatră. la o distanță nesemnificativă (disparabil) mică. Fara comentarii. Gândește-te la asta înainte de a merge la culcare.