Как вы думаете, одновременно ли долетят до земли, сброшенные с крыши перо, пластиковая бутылка и монета? Можно проделать такой опыт и убедиться, что монета приземлится первой, бутылка второй, а перо долго будет болтаться в воздухе и может вообще не долететь до земли, если его подхватит и унесет внезапный ветерок.
Так ли свободно свободное падение тел?
Соответственно, делаем вывод, что свободное падение тел не подчиняется какому-либо одному правилу, и все предметы падают на землю по-своему. Тут бы как говорится, и сказке конец, но некоторые физики на этом не успокоились и предположили, что на свободное падение тел может оказывать влияние сила сопротивления воздуха и, соответственно, такие результаты эксперимента нельзя считать окончательными.
Они взяли длинную стеклянную трубку и поместили в нее перо, дробинку, деревянную пробку и монету. Потом они закупорили трубку, откачали из нее воздух и перевернули. И тут обнаружились совершенно невероятные вещи.
Все предметы полетели вниз по трубке вместе и приземлились одновременно. Долго еще так они развлекались, смеялись, шутили, переворачивая трубку и удивляясь, пока вдруг не поняли, что в случае отсутствия сил сопротивления воздуха, все предметы падают на землю одинаково.
Причем, выяснилась и еще одна замечательная вещь, что все предметы во время свободного падения двигаются с ускорением. Естественно, возникло желание узнать, чему же равно это ускорение.
Тогда специальными фотосьемками замерили положение свободно падающего тела при отсутствии сопротивления воздуха в разные моменты времени и установили, что величина ускорения падения во всех случаях одинакова. Равна она приблизительно 9,8 м/с^2.
Ускорение свободного падения: суть и формулы
Величина эта одинакова для тел абсолютно любой массы, формы и размера. Эту величину назвали ускорением свободного падения и выделили для ее обозначения отдельную букву, букву g (жэ) латинского алфавита.
g всегда равно 9,8 м/с^2. Строго говоря, знаков после запятой больше, но для большинства расчетов достаточно и такого приближения. Более точное значение учитывают в случае необходимости для более точных расчетов.
Свободное падение тел описывается теми же формулами скорости и перемещения, что и любое другое равноускоренное движение:
v=a*t ,и s=((v^2) - (v_0^2)) / 2*a или s= a*(t^2) / 2 , если начальная скорость тела равна нулю, только вместо величины ускорения a берут величину g. И тогда формулы принимают вид:
v = g*t , s =( (v^2)-(v_0^2) )/2*g или s = g*(t^2)/2 (если v_0 = 0), соответственно,
где v конечная скорость, v_0 начальная скорость, s перемещение, t время, g ускорение свободного падения.
Вывод, что свободное падение любых тел происходит одинаково, на первый взгляд кажется нелепым с точки зрения повседневного опыта. Но на самом деле все правильно и логично. Просто, незначительная на первый взгляд величина сопротивления воздуха для многих падающих тел оказывается довольно ощутимой, а потому очень сильно замедляет их падение.