Mention du concept accélération chute libre souvent accompagnés d'exemples et d'expériences tirés de manuels scolaires, dans lesquels des objets de poids différents (en particulier, un stylo et une pièce de monnaie) ont été lâchés de la même hauteur. Il semble absolument évident que des objets tomberont au sol à des intervalles différents (la plume peut ne pas tomber du tout). Les corps n'obéissent donc pas à une seule règle spécifique. Cependant, cela semble être pris pour acquis seulement maintenant, il y a quelque temps, des expériences étaient nécessaires pour le confirmer. Les chercheurs ont raisonnablement supposé qu'une certaine force agit sur la chute des corps, ce qui affecte leur mouvement et, par conséquent, la vitesse du mouvement vertical. Cela a été suivi par des expériences non moins célèbres avec des tubes en verre avec une pièce de monnaie et un stylo à l'intérieur (pour la pureté de l'expérience). L'air a été évacué des tubes, après quoi ils ont été scellés hermétiquement. Quelle ne fut pas la surprise des chercheurs lorsque le stylo et la pièce, malgré leur poids manifestement différent, tombèrent à la même vitesse.

Cette expérience a servi de base non seulement à la création du concept lui-même. Accélération de la gravité(USP), mais aussi pour l'hypothèse que la chute libre (c'est-à-dire la chute d'un corps sur lequel aucune force opposée n'agit) n'est possible que dans le vide. Dans l'air, qui est une source de résistance, tous les corps se meuvent avec accélération.

C'est ainsi que le concept est né Accélération de la gravité, qui a la définition suivante :

• la chute des corps d'un état de repos sous l'influence de la Terre.

Ce concept a reçu l'alphabet g (zhe).

Sur la base de telles expériences, il est devenu clair que l'USP est absolument caractéristique de la Terre, car on sait qu'il existe une force sur notre planète qui attire tous les corps à sa surface. Cependant, une autre question se pose : comment mesurer cette quantité et à quoi elle correspond.

La solution à la première question a été trouvée assez rapidement: les scientifiques, à l'aide de photographies spéciales, ont enregistré la position du corps lors de la chute à différentes périodes. Une chose curieuse s'est avérée : tous les corps dans cet endroit Les Terres tombent avec la même accélération, qui varie cependant quelque peu en fonction de l'endroit spécifique de la planète. Dans le même temps, la hauteur à partir de laquelle les corps ont commencé leur mouvement n'a pas d'importance : elle peut être de 10, 100 ou 200 mètres.

Il a été possible de le savoir : l'accélération de la chute libre sur la Terre est d'environ 9,8 N/kg. En effet, cette valeur peut être comprise entre 9,78 N/kg et 9,83 N/kg. Une telle différence (bien que faible aux yeux du profane) s'explique à la fois (qui n'est pas tout à fait sphérique, mais aplatie aux pôles) et quotidienne.En règle générale, la valeur moyenne est prise pour les calculs - 9,8 N / kg, avec grands nombres- arrondi à 10 N/kg.

g=9,8 N/kg

Dans le contexte des données obtenues, on peut voir que l'accélération de la chute libre sur d'autres planètes diffère de celle sur Terre. Les scientifiques sont arrivés à la conclusion qu'il peut être exprimé par la formule suivante:

g= G x M planètes/(R planètes)(2)

en parlant en termes simples: G (6.67. 10 (-11) m2/s2 ∙ kg)) doit être multiplié par M - la masse de la planète, divisé par R - le rayon de la planète au carré. Par exemple, trouvons l'accélération de la chute libre sur la Lune. Sachant que sa masse est de 7,3477·10(22) kg, et son rayon de 1737,10 km, on trouve que USP=1,62 N/kg. Comme vous pouvez le voir, les accélérations sur les deux planètes sont très différentes l'une de l'autre. En particulier, sur Terre, c'est presque 6 fois plus ! En termes simples, la Lune attire les objets à sa surface avec une force 6 fois inférieure à celle de la Terre. C'est pourquoi les astronautes sur la lune, que l'on voit à la télévision, semblent devenir plus légers. En fait, ils perdent du poids (pas de la masse !). Il en résulte des effets amusants comme des sauts de plusieurs mètres, la sensation de voler et de longs pas.

Convertisseur de longueur et de distance Convertisseur de masse Solides en vrac et convertisseur de volume d'aliments Convertisseur de surface Convertisseur de volume et d'unités en recettes Convertisseur de température Convertisseur de pression, contrainte, module d'Young Convertisseur d'énergie et de travail Convertisseur de puissance Convertisseur de force Convertisseur de temps Convertisseur de vitesse linéaire Convertisseur d'efficacité thermique et d'économie de carburant à angle plat divers systèmes calcul Convertisseur d'unités de mesure de la quantité d'informations Taux de change Tailles Vêtements pour femmes et pointure vêtements pour hommes Convertisseur de vitesse angulaire et de vitesse Convertisseur d'accélération Convertisseur d'accélération angulaire Convertisseur de densité Convertisseur de volume spécifique Convertisseur de moment d'inertie Convertisseur de moment de force Convertisseur de couple Convertisseur chaleur spécifique Pouvoir calorifique (en masse) Densité d'énergie et Pouvoir calorifique spécifique (Volume) Convertisseur Différence de température Convertisseur Coefficient de dilatation thermique Convertisseur Résistance thermique Convertisseur Conductivité thermique Convertisseur chaleur spécifique Exposition à l'énergie et rayonnement thermique Convertisseur de puissance Convertisseur de densité flux de chaleur Convertisseur de coefficient de transfert de chaleur Convertisseur de débit volumique débit massique Convertisseur de débit molaire Convertisseur de densité de flux massique Convertisseur de concentration molaire Convertisseur de concentration massique en solution Convertisseur de viscosité dynamique (absolue) Convertisseur de viscosité cinématique Convertisseur de tension superficielle Convertisseur de perméabilité à la vapeur Convertisseur de perméabilité à la vapeur et de vitesse de transfert de vapeur Convertisseur de niveau sonore Convertisseur de sensibilité du microphone Niveau de pression acoustique (SPL) Convertisseur de niveau Convertisseur de pression acoustique avec pression de référence sélectionnable Convertisseur de luminosité Convertisseur d'intensité lumineuse Convertisseur d'éclairement Convertisseur de résolution d'infographie Convertisseur de fréquence et de longueur d'onde Puissance optique en dioptries et distance focale Convertisseur de puissance en dioptries et grossissement de l'objectif (×) charge électrique Convertisseur de densité de charge linéaire densité surfacique Convertisseur de densité de charge en vrac courant électrique Convertisseur de densité de courant linéaire Convertisseur de densité de courant de surface Convertisseur de tension champ électrique Potentiel électrostatique et convertisseur de tension résistance électrique Convertisseur de résistivité électrique conductivité électrique Convertisseur de conductivité électrique Convertisseur de capacité et d'inductance Convertisseur de calibre de fil US Niveaux en dBm (dBm ou dBm), dBV (dBV), Watts, etc. Unités Convertisseur de force magnétomoteur Convertisseur de force champ magnétique Convertisseur Flux magnétique Radiation de convertisseur d'induction magnétique. Ionizing Radiation Absorbed Dose Rate Converter Radioactivité. Radiation du convertisseur de désintégration radioactive. Radiation du convertisseur de dose d'exposition. Convertisseur de dose absorbée Convertisseur de préfixe décimal Transfert de données Convertisseur d'unité typographique et d'imagerie Convertisseur d'unité de volume de bois Calcul masse molaire Système périodique éléments chimiques D. I. Mendeleïev

1 accélération gravitationnelle [g] = 980,664999999998 centimètre par seconde par seconde [cm/s²]

Valeur initiale

Valeur convertie

décimètre par seconde par seconde mètre par seconde par seconde kilomètre par seconde par seconde hectomètre par seconde par seconde décamètre par seconde par seconde centimètre par seconde par seconde millimètre par seconde par seconde micromètre par seconde par seconde nanomètre par seconde par seconde picomètre par seconde par seconde femtomètre par seconde par seconde attomètre par seconde par seconde gal galileo mile par seconde par seconde yard par seconde par seconde pied par seconde par seconde pouce par seconde par seconde accélération en chute libre accélération en chute libre sur le Soleil accélération en chute libre sur Mercure accélération en chute libre sur Vénus Accélération en chute libre sur la Lune Accélération en chute libre sur Mars Accélération en chute libre sur Jupiter Accélération en chute libre sur Saturne Accélération en chute libre sur Uranus Accélération en chute libre sur Neptune Accélération en chute libre sur Pluton Accélération en chute libre sur Haumea secondes pour accélérer de 0 à 100 km /h secondes pour accélérer de 0 à 200 km/h ac secondes pour accélérer de 0 à 60 mph secondes pour accélérer de 0 à 100 mph secondes pour accélérer de 0 à 200 mph

Densité de charge en vrac

En savoir plus sur l'accélération

informations générales

L'accélération est une variation de la vitesse d'un corps sur une certaine période de temps. Dans le système SI, l'accélération est mesurée en mètres par seconde par seconde. D'autres unités sont également souvent utilisées. L'accélération peut être constante, comme l'accélération d'un corps en chute libre, ou elle peut varier, comme l'accélération d'une voiture en mouvement.

Les ingénieurs et les concepteurs tiennent compte de l'accélération lors de la conception et de la construction de voitures. Les conducteurs utilisent la connaissance de la vitesse à laquelle leur voiture accélère ou ralentit pendant la conduite. La connaissance de l'accélération aide également les constructeurs et les ingénieurs à prévenir ou à minimiser les dommages causés par une accélération ou une décélération soudaine associée à des impacts ou des chocs, comme lors de collisions de voitures ou lors de tremblements de terre.

Protection contre l'accélération avec des structures absorbant les chocs et amortissantes

Si les constructeurs tiennent compte des accélérations possibles, le bâtiment devient plus résistant aux chocs, ce qui permet de sauver des vies lors de tremblements de terre. Dans les endroits à forte sismicité, comme au Japon, les bâtiments sont construits sur des plates-formes spéciales qui réduisent l'accélération et adoucissent les chocs. La conception de ces plates-formes est similaire à la suspension des voitures. La suspension simplifiée est également utilisée dans les vélos. Il est plus couramment utilisé sur les vélos de montagne pour réduire l'inconfort, les blessures et les dommages causés au vélo en raison d'accélérations brutales et d'impact lors de la conduite sur des surfaces inégales. Des ponts sont également installés sur des supports de suspension pour réduire l'accélération que les voitures qui y circulent donnent au pont. Les accélérations causées par les mouvements à l'intérieur et à l'extérieur des bâtiments perturbent les musiciens dans les studios de musique. Pour le réduire, tout le studio d'enregistrement est suspendu à des dispositifs d'amortissement. Si un musicien installe un studio d'enregistrement à domicile dans une pièce sans isolation phonique suffisante, l'accrocher dans un bâtiment déjà construit est très difficile et coûteux. Chez moi, seul le sol est posé sur des suspensions. Étant donné que l'effet de l'accélération diminue avec l'augmentation de la masse sur laquelle elle agit, les murs, les sols et les plafonds sont parfois lestés au lieu d'utiliser des cintres. Les plafonds sont aussi parfois suspendus, car ce n'est pas si difficile et coûteux à faire, mais cela aide à réduire la pénétration des bruits extérieurs dans la pièce.

Accélération en physique

Selon la deuxième loi de Newton, la force agissant sur un corps est égale au produit de la masse et de l'accélération du corps. La force peut être calculée à l'aide de la formule F = ma, où F est la force, m est la masse et a est l'accélération. Ainsi, la force agissant sur le corps modifie sa vitesse, c'est-à-dire lui donne une accélération. Selon cette loi, l'accélération dépend non seulement de l'amplitude de la force qui pousse le corps, mais aussi proportionnellement de la masse du corps. Autrement dit, si la force agit sur deux corps, A et B, et que B est plus lourd, alors B se déplacera avec moins d'accélération. Cette tendance des corps à résister à un changement d'accélération s'appelle l'inertie.

L'inertie est facile à voir dans Vie courante. Par exemple, les automobilistes ne portent pas de casque, tandis que les motocyclistes voyagent généralement avec un casque, et souvent avec un casque différent. vêtements de protection, comme les vestes en cuir avec renflements. L'une des raisons est qu'en cas de collision avec une voiture, une moto plus légère et un motocycliste changeront de vitesse plus rapidement, c'est-à-dire qu'ils commenceront à se déplacer avec une plus grande accélération qu'une voiture. S'il n'est pas couvert par une moto, le motocycliste s'envolera probablement du siège de la moto, car il est encore plus léger qu'une moto. Dans tous les cas, le motocycliste sera gravement blessé, tandis que le conducteur sera beaucoup moins blessé, car la voiture et le conducteur recevront beaucoup moins d'accélération lors de la collision. Cet exemple ne tient pas compte de la force la gravité; elle est supposée négligeable par rapport aux autres forces.

Accélération et mouvement circulaire

Un corps qui se déplace en cercle à la même vitesse a une vitesse vectorielle variable, car sa direction change constamment. C'est-à-dire que ce corps se déplace avec une accélération. L'accélération est dirigée vers l'axe de rotation. Dans ce cas, il se trouve au centre du cercle, qui est la trajectoire du corps. Cette accélération, ainsi que la force qui la provoque, sont dites centripètes. Selon la troisième loi de Newton, chaque force a une force opposée agissant dans la direction opposée. Dans notre exemple, cette force est appelée centrifuge. C'est elle qui maintient les chariots sur les montagnes russes, même lorsqu'ils se déplacent à l'envers le long des rails circulaires verticaux. La force centrifuge éloigne les chariots du centre du cercle créé par les rails de sorte qu'ils sont plaqués contre les rails.

Accélération et gravité

L'attraction gravitationnelle des planètes est l'une des principales forces qui agit sur les corps et leur donne une accélération. Par exemple, cette force attire les corps proches de la Terre vers la surface de la Terre. En raison de cette force, un corps qui a été libéré près de la surface de la Terre et qui n'est affecté par aucune autre force est en chute libre jusqu'à ce qu'il entre en collision avec la surface de la Terre. L'accélération de ce corps, appelée accélération de la chute libre, est de 9,80665 mètres par seconde par seconde. Cette constante est appelée g et est souvent utilisée pour déterminer le poids d'un corps. Puisque, selon la deuxième loi de Newton, F \u003d ma, alors le poids, c'est-à-dire la force qui agit sur le corps, est le produit de la masse et de l'accélération de chute libre g. La masse corporelle est facile à calculer, donc le poids est également facile à trouver. Il convient de noter que le mot «poids» dans la vie de tous les jours signifie souvent la propriété du corps, la masse et non la force.

L'accélération de la chute libre est différente pour différentes planètes et objets astronomiques, car elle dépend de leur masse. L'accélération de la chute libre près du Soleil est 28 fois supérieure à celle de la Terre, près de Jupiter, elle est 2,6 fois supérieure et près de Neptune, elle est 1,1 fois supérieure. L'accélération à proximité d'autres planètes est inférieure à celle de la Terre. Par exemple, l'accélération à la surface de la Lune est égale à 0,17 de l'accélération à la surface de la Terre.

Accélération et véhicules

Essais d'accélération de voiture

Il existe un certain nombre de tests pour mesurer les performances des véhicules. L'un d'eux vise à tester leur accélération. Pour ce faire, mesurez le temps pendant lequel la voiture accélère de 0 à 100 kilomètres (62 miles) par heure. Dans les pays qui n'utilisent pas le système métrique, l'accélération de zéro à 60 miles (97 kilomètres) par heure est vérifiée. Les voitures avec l'accélération la plus rapide atteignent cette vitesse en 2,3 secondes environ, ce qui est moins que le temps qu'il faut à un corps pour atteindre cette vitesse en chute libre. Il existe même des programmes pour téléphones portables, qui aident à calculer ce temps d'accélération à l'aide des accéléromètres intégrés du téléphone. Cependant, il est difficile de dire à quel point ces calculs sont précis.

Impact de l'accélération sur les personnes

Lorsque la voiture se déplace avec une accélération, les passagers sont tirés dans la direction opposée au mouvement et à l'accélération. C'est-à-dire vers l'arrière - lors de l'accélération et vers l'avant - lors du freinage. Lors d'arrêts brusques, comme lors d'une collision, les passagers sont projetés vers l'avant si brusquement qu'ils peuvent être éjectés de leur siège et heurter le rembourrage ou les vitres de la voiture. Il est même probable qu'ils briseront la vitre avec leur poids et s'envoleront de la voiture. C'est à cause de ce danger que des lois ont été adoptées dans de nombreux pays exigeant que toutes les voitures neuves soient équipées de ceintures de sécurité. De nombreux pays ont également légiféré que le conducteur, tous les enfants et au moins le passager sur le siège avant doivent boucler sa ceinture sécurité pendant la conduite.

Les engins spatiaux se déplacent avec une grande accélération lors de l'entrée dans l'orbite terrestre. Le retour sur Terre, au contraire, s'accompagne d'un net ralentissement. Cela cause non seulement de l'inconfort aux astronautes, mais aussi des dangers, de sorte qu'ils suivent un entraînement intensif avant d'aller dans l'espace. Une telle formation aide les astronautes à supporter plus facilement les surcharges associées à une forte accélération. Les pilotes d'avions à grande vitesse suivent également cette formation, car ces avions atteignent une accélération élevée. Sans entraînement, une forte accélération provoque une sortie de sang du cerveau et une perte de la vision des couleurs, puis - latérale, puis - de la vision en général, puis - une perte de conscience. C'est dangereux, car les pilotes et les astronautes ne peuvent pas piloter un avion ou un vaisseau spatial dans cet état. Jusqu'au début de l'entraînement en surcharge exigence obligatoire dans la formation des pilotes et des astronautes, les forces g élevées se sont parfois soldées par des accidents et des décès de pilotes. La formation aide à prévenir les pannes de courant et permet aux pilotes et aux astronautes de supporter une accélération élevée pendant de plus longues périodes.

En plus de la formation en centrifugeuse décrite ci-dessous, les astronautes et les pilotes apprennent une technique spéciale pour contracter les muscles abdominaux. Dans ce cas, les vaisseaux sanguins se rétrécissent et moins de sang pénètre dans le bas du corps. Les combinaisons anti-g aident également à empêcher la sortie de sang du cerveau pendant l'accélération, car des oreillers spéciaux intégrés sont remplis d'air ou d'eau et exercent une pression sur l'estomac et les jambes. Ces techniques empêchent mécaniquement l'écoulement du sang, tandis que l'entraînement dans une centrifugeuse aide une personne à augmenter son endurance et à s'habituer à une accélération élevée. La centrifugeuse elle-même est tuyau horizontal avec une cabine à une extrémité du tuyau. Il tourne dans un plan horizontal et crée des conditions à forte accélération. La cabine est équipée d'une suspension à cardan et peut pivoter dans différentes directions, fournissant une charge supplémentaire. Pendant l'entraînement, les astronautes ou les pilotes portent des capteurs et les médecins surveillent leurs performances, comme leur pouls. Ceci est nécessaire pour assurer la sécurité et permet également de contrôler l'adaptation des personnes. La centrifugeuse peut simuler à la fois l'accélération dans des conditions normales et la rentrée balistique lors d'accidents. Les astronautes qui s'entraînent sur la centrifugeuse disent ressentir de graves malaises à la poitrine et à la gorge.

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Après avoir étudié le cours de physique dans l'esprit des étudiants sont toutes sortes de constantes et leurs valeurs. Le thème de la gravité et de la mécanique ne fait pas exception. Le plus souvent, ils ne peuvent pas répondre à la question de savoir quelle est la valeur de la constante gravitationnelle. Mais ils répondront toujours sans équivoque qu'elle est présente dans la loi de la gravitation universelle.

De l'histoire de la constante gravitationnelle

Fait intéressant, il n'y a pas une telle quantité dans le travail de Newton. Il est apparu en physique beaucoup plus tard. Pour être plus précis, seulement au début du XIXe siècle. Mais cela ne veut pas dire qu'elle n'existait pas. C'est juste que les scientifiques ne l'ont pas identifié et ne l'ont pas reconnu. valeur exacte. Au fait, sur le sens. La constante gravitationnelle est constamment affinée, puisqu'il s'agit d'une fraction décimale avec grande quantité chiffres après la virgule précédés d'un zéro.

Précisément parce que cette valeur prend tellement petite valeur, explique le fait que l'action des forces gravitationnelles est imperceptible sur les petits corps. Juste à cause de ce multiplicateur, la force d'attraction s'avère être négligeable.

Pour la première fois, le physicien G. Cavendish établit par expérience la valeur que prend la constante gravitationnelle. Et c'est arrivé en 1788.

Dans ses expériences, une tige mince a été utilisée. Il était suspendu à un fin fil de cuivre et mesurait environ 2 mètres de long. Deux boules de plomb identiques de 5 cm de diamètre étaient fixées aux extrémités de cette tige et de grosses boules de plomb étaient placées à côté d'elles. Leur diamètre était déjà de 20 cm.

Lorsque les grosses et les petites balles s'approchaient, la tige tournait. Cela parlait de leur attirance. À partir des masses et des distances connues, ainsi que de la force de torsion mesurée, il a été possible de déterminer assez précisément à quoi correspond la constante gravitationnelle.

Et tout a commencé avec la chute libre des corps

Si placé dans le vide du corps poids différent, puis ils tombent en même temps. Sous réserve de leur chute de la même hauteur et de son début en même temps. Il était possible de calculer l'accélération avec laquelle tous les corps tombent sur la Terre. Il s'est avéré être approximativement égal à 9,8 m / s 2.

Les scientifiques ont découvert que la force avec laquelle tout est attiré vers la Terre est toujours présente. De plus, cela ne dépend pas de la hauteur à laquelle le corps se déplace. Un mètre, un kilomètre ou des centaines de kilomètres. Peu importe à quelle distance se trouve le corps, il sera attiré par la Terre. Une autre question est de savoir comment sa valeur dépendra de la distance?

C'est à cette question que le physicien anglais I. Newton a trouvé la réponse.

Réduire la force d'attraction des corps avec leur distance

Pour commencer, il a avancé l'hypothèse que la force de gravité diminue. Et sa valeur est inversement proportionnelle à la distance au carré. De plus, cette distance doit être comptée à partir du centre de la planète. Et fait quelques calculs théoriques.

Ensuite, ce scientifique a utilisé les données des astronomes sur le mouvement du satellite naturel de la Terre - la Lune. Newton a calculé avec quelle accélération il tourne autour de la planète et a obtenu les mêmes résultats. Cela témoignait de la véracité de son raisonnement et permit de formuler la loi de la gravitation universelle. La constante gravitationnelle n'était pas encore dans sa formule. A ce stade, il était important d'identifier la dépendance. C'est ce qui a été fait. La force de gravité diminue en proportion inverse de la distance au carré du centre de la planète.

À la loi de la gravitation universelle

Newton continua à réfléchir. Puisque la Terre attire la Lune, alors elle-même doit être attirée par le Soleil. De plus, la force d'une telle attraction doit également obéir à la loi décrite par lui. Et puis Newton l'a étendu à tous les corps de l'univers. Par conséquent, le nom de la loi inclut le mot "universel".

Les forces de gravitation universelle des corps sont définies comme proportionnelles au produit des masses et inverses au carré de la distance. Plus tard, lorsque le coefficient a été déterminé, la formule de la loi a pris la forme suivante :

• F t \u003d G (m 1 * x m 2): r 2.

Il contient les désignations suivantes :

La formule de la constante gravitationnelle découle de cette loi :

• G \u003d (F t X r 2): (m 1 x m 2).

La valeur de la constante gravitationnelle

Il est maintenant temps pour les numéros spécifiques. Puisque les scientifiques affinent constamment cette valeur, en différentes années ont été officiellement acceptés numéros différents. Par exemple, selon les données de 2008, la constante gravitationnelle est de 6,6742 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2. Trois ans se sont écoulés - et la constante a été recalculée. Or la constante gravitationnelle est égale à 6,6738 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2. Mais pour les écoliers, en résolvant des problèmes, il est permis de l'arrondir à une telle valeur: 6,67 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2.

Quelle est la signification physique de ce nombre ?

Si nous substituons des nombres spécifiques dans la formule qui est donnée pour la loi de la gravitation universelle, alors un résultat intéressant sera obtenu. Dans un cas particulier, lorsque les masses des corps sont égales à 1 kilogramme et qu'elles sont situées à une distance de 1 mètre, la force de gravité s'avère égale au nombre même connu pour la constante gravitationnelle.

Autrement dit, la signification de la constante gravitationnelle est qu'elle montre avec quelle force de tels corps seront attirés à une distance d'un mètre. Le nombre montre à quel point cette force est petite. Après tout, c'est dix milliards de moins qu'un. Elle ne peut même pas être vue. Même si les corps sont agrandis cent fois, le résultat ne changera pas de manière significative. Il restera encore beaucoup moins que l'unité. Par conséquent, il devient clair pourquoi la force d'attraction n'est perceptible que dans les situations où au moins un corps a une masse énorme. Par exemple, une planète ou une étoile.

Comment la constante gravitationnelle est-elle liée à l'accélération de la chute libre ?

Si nous comparons deux formules, dont l'une sera pour la gravité et l'autre pour la loi de la gravité de la Terre, nous pouvons voir un schéma simple. La constante gravitationnelle, la masse de la Terre et le carré de la distance au centre de la planète constituent un facteur égal à l'accélération de la chute libre. Si nous écrivons ceci dans une formule, nous obtenons ceci :

• g = (G x M) : r 2 .

De plus, il utilise la notation suivante :

Soit dit en passant, la constante gravitationnelle peut également être trouvée à partir de cette formule :

• G \u003d (g x r 2): M.

Si vous voulez connaître l'accélération de la chute libre à une certaine hauteur au-dessus de la surface de la planète, la formule suivante vous sera utile :

• g \u003d (G x M): (r + n) 2, où n est la hauteur au-dessus de la surface de la Terre.

Problèmes nécessitant la connaissance de la constante gravitationnelle

Première tâche

État. Quelle est l'accélération de la chute libre sur l'une des planètes système solaire comme sur Mars ? On sait que sa masse est de 6,23 10 23 kg et que le rayon de la planète est de 3,38 10 6 m.

Décision. Vous devez utiliser la formule qui a été écrite pour la Terre. Il suffit d'y substituer les valeurs données dans la tâche. Il s'avère que l'accélération de la pesanteur sera égale au produit de 6,67 x 10 -11 et 6,23 x 10 23, qu'il faudra alors diviser par le carré 3,38 10 6 . Au numérateur, la valeur est 41,55 x 10 12. Et le dénominateur sera 11,42 x 10 12. Les exposants diminueront, donc pour la réponse, il suffit de connaître le quotient de deux nombres.

Répondre: 3,64 m/s 2 .

Tâche deux

État. Que faire des corps pour réduire de 100 fois leur force d'attraction ?

Décision. Étant donné que la masse des corps ne peut pas être modifiée, la force diminuera en raison de leur éloignement les uns des autres. Une centaine s'obtient en quadrillant 10. Cela signifie que la distance qui les sépare doit devenir 10 fois plus grande.

Répondre: déplacez-les à une distance supérieure à l'original 10 fois.

Récemment, un groupe de scientifiques australiens a compilé une carte gravitationnelle extrêmement précise de notre planète. Avec son aide, les chercheurs ont trouvé à quel endroit sur Terre le plus grande importance accélération de la chute libre, et dans laquelle - la plus petite. Et, plus intéressant encore, ces deux anomalies se sont avérées complètement différentes des régions où cela était supposé auparavant.

Nous nous souvenons tous de l'école que la magnitude de l'accélération de la chute libre (g), qui caractérise la force de gravité sur notre planète, est de 9,81 m/s 2 . Mais peu de gens pensent au fait que cette valeur est une moyenne, c'est-à-dire qu'en fait, à chaque endroit spécifique, l'objet tombera avec une accélération plus rapide ou plus lente. Ainsi, on sait depuis longtemps qu'à l'équateur la force d'attraction est plus faible en raison des forces centrifuges qui surviennent lors de la rotation de la planète, et, par conséquent, la valeur de g sera moindre. Eh bien, aux pôles, c'est l'inverse.

De plus, si vous y réfléchissez, alors selon la loi de la gravité, près de grandes masses, la force d'attraction (devrait être plus grande, et vice versa. Par conséquent, dans les parties de la Terre où la densité de ses constituants rochers dépasse la moyenne, la valeur de g dépassera légèrement 9,81 m / s 2, là où leur densité n'est pas particulièrement élevée, elle sera inférieure. Cependant, au milieu du siècle dernier, les scientifiques différents pays effectué des mesures d'anomalies gravitationnelles, à la fois positives et négatives, ils ont découvert une chose intéressante - en fait, près de grandes montagnes l'accélération gravitationnelle est inférieure à la moyenne. Mais dans les profondeurs de l'océan (en particulier dans les zones de tranchées), il est plus élevé.

Cela s'explique par le fait que l'effet d'attraction des chaînes de montagnes elles-mêmes est complètement compensé par le déficit de masse sous celles-ci, puisque des accumulations de matière de densité relativement faible se produisent partout sous les zones à fort relief. Mais le fond de l'océan, au contraire, est composé de roches beaucoup plus denses que les montagnes - d'où la plus grande valeur de g. Nous pouvons donc conclure sans risque qu'en réalité la gravité terrestre n'est pas la même sur toute la planète, car, premièrement, la Terre n'est pas une sphère parfaite et, deuxièmement, elle n'a pas une densité uniforme.

Longtemps les scientifiques allaient faire une carte gravitationnelle de notre planète afin de voir exactement où la valeur de l'accélération de la chute libre est supérieure à la valeur moyenne, et où elle est inférieure. Cependant, cela n'est devenu possible qu'au cours du siècle actuel - lorsque de nombreuses mesures des accéléromètres des satellites de la NASA et de l'Agence spatiale européenne sont devenues disponibles - ces mesures reflètent avec précision le champ gravitationnel de la planète dans la région de plusieurs kilomètres. De plus, il existe désormais également la possibilité d'un traitement normal de toute cette gamme impensable de données - si un ordinateur conventionnel y consacrait environ cinq ans, un superordinateur peut produire un résultat après trois semaines de travail.

Il ne restait plus qu'à attendre qu'il y ait des scientifiques qui n'auraient pas peur d'un tel travail. Et c'est arrivé récemment - le Dr Christian Hert de l'Université Curtin (Australie) et ses collègues ont finalement pu combiner les données gravimétriques des satellites et les informations topographiques. En conséquence, ils ont obtenu carte détaillée les anomalies gravimétriques, qui comprennent plus de 3 milliards de points avec une résolution d'environ 250 m dans la zone comprise entre 60° de latitude nord et 60° de latitude sud. Ainsi, il couvrait environ 80% des terres émergées.

C'est intéressant que cette carte a éliminé les idées fausses traditionnelles, selon lesquelles la plus petite valeur de l'accélération de la gravité est observée à l'équateur (9,7803 m / s²) et la plus grande (9,8322 m / s²) - au pôle Nord. Hurt et ses collègues ont installé quelques nouveaux champions - ainsi, selon leurs recherches, la plus petite attraction est observée sur le mont Huascaran au Pérou (9,7639 m / s²), qui n'est toujours pas situé sur l'équateur, à environ mille kilomètres du sud. Et la plus grande valeur de g a été enregistrée à la surface de l'océan Arctique (9,8337 m/s²) à un endroit à cent kilomètres du pôle.

"Huascarán a été un peu surprenant car il est situé à environ mille kilomètres au sud de l'équateur. L'augmentation de la gravité à mesure que vous vous éloignez de l'équateur est plus que compensée par la hauteur de la montagne et les anomalies locales", explique l'étude. auteur principal, le Dr Hurt. Commentant les conclusions de son groupe, il donne l'exemple suivant - imaginez que dans la région du mont Uskaran et dans l'océan Arctique, une personne tombe d'une hauteur de cent mètres. Ainsi, dans l'Arctique, il atteindra la surface de notre planète 16 fois Moscou plus tôt. Et lorsque le groupe d'observateurs qui ont enregistré cet événement se déplacera de là vers les Andes péruviennes, alors chacun d'eux perdra 1% de son poids.