Что быстрее упадёт в полном вакууме — камень или перо?
Если создать полный вакуум в трубке Ньютона, то разумеется и камень, и перо, и любые другие тела, упадут одновременно. Да и при не полном вакууме такой опыт хорошо получается. Почему же тела при отсутствии сопротивления падают одновременно? Дело в том, что ускорение свободного падения одинаково для всех тел, независимо от их массы. Для Земли это ускорение равно примерно 9,81 метров в секунду квадрате.
В абсолютном вакууме все предметы при свободном падении летят к поверхности Земли с одинаковым ускорением (коэфициент ускорения свободного падения на нашей планете примерно равен 9,81 метра за секунду в квадрате), а, значит, если одновременно отпустить камень и птичье перо, то ускорение они приобретут одинаковое, и их скорость, соответственно, будет одинаковой.
В обычных условиях, то есть, при проведении аналогичного эксперимента в атмосфере, из-за меньшего веса и относительно большой площади, на перо действует достаточно большая сила сопротивления воздуха, из-за чего оно и падает гораздо дольше.
Почему в воздухе быстрее падают тела с большей массой
Что упадет быстрее в воздухе? Имеются Два шара одинаковой площади(у обоих обтекаемая форма пропорциональный друг к другу), кроме массы, масса у одного тела допустим 10 килограмм у второго 30. Если же вы скажете что быстрее упадет тяжелый тогда поясните пожалуйста где был не прав Галилео Галилей, когда он скидывал с пейзанской башни 2 предмета.
Вначале оговорюсь, что все рассуждения строю из предположения, что шары сплошные и имеют одинаковые диаметры (по условию задачи – одинаковые площади). Если бы шары бросали в безвоздушном пространстве, то в независимости от высоты бросания они упали бы одновременно, не смотря на существенную разницу в их массах. В атмосфере падение будет иным. И если «копать» достаточно глубоко, то следует учитывать выталкивающую силу (силу Архимеда) атмосферы. В этом случае ускорение, с которым будут падать шары в начале падения, будет определяться выражением (не буду приводить все выкладки, дам лишь окончательный результат) a = g (1- Пв/Пш), где g – ускорение свободного падения; Пв – плотность воздуха; Пш – плотность вещества шара. Поскольку для обоих шаров g и Пв одни и те же, а плотность свинца больше плотности алюминия, то из этого выражения видно, что в начале падения ускорение будет больше у свинцового шара. Но, как известно, при возрастании скорости падения увеличивается сила сопротивления воздуха. Сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости падения и определяется выражением. F = Cx*S* V^2*Пв/2. Где Сх – коэффициент аэродинамического сопротивления; S — площадь сечения тела; V – скорость падения, Когда сила сопротивления воздуха становится равной весу тела, то скорость падения перестает расти. Т.е. можно записать равенство Мш*g = Cx*S* V^2*Пв/2. Где Мш – масса шара. Отсюда V^2 = 2 Мш*g/ Cx*S* Пв. Из этого выражения видно, что чем больше масса шара, тем большей будет установившаяся скорость падения шара, при равенстве остальных параметров. Т.е. установившаяся скорость падения свинцового шара будет больше установившейся скорости падения шара алюминиевого. Отсюда можно сделать вывод, что ускорение при падении шара свинцового будет всегда больше ускорения падения шара алюминиевого. Свинцовый шар упадет раньше, чем алюминиевый, при бросании их с одинаковой (любой) высоты.
Если теперь говорить о Галилее, точнее о легенде в которой ему приписывают бросание ядра и пули, и опять же «копать» глубоко и подходить к вопросу строго, то нельзя сказать определенно в чем ошибался Галилей. И ошибался ли он вообще. Мы не знаем из какого материала было изготовлено ядро. Мы не знаем было ли оно сплошным или пустотелым. От этого будет зависеть средняя плотность материала ядра. Мы не знаем из чего была изготовлена пуля. Мы не знаем размеров предметов. Так что его вывод (по легенде), что пуля и ядро достигнут земли одновременно, может быть вполне точным. Для имеющейся высоты башни, теоретически можно найти такие соотношения средних плотностей ядра и пули и их диаметры, при которых их касание поверхности земли, с учетом сопротивления воздуха, при падении будет одновременным. Ну а более «научные» источники говорят о том, что Галилей ни чего не бросал с Пизанской башни. И если это так, то говорить о его ошибке вообще некорректно.
Почему тело массой 5 кг падает быстрее чем тело массой 1 кг.
Вопрос интересный =). Ответ: не почему. Тела падают с одной скоростью. Гравитационное взаимодействие прямо пропорционально массе, а ускорение — обратно пропорционально массе. В итоге при движении, вызванным только силой гравитации, зависимость ускорения от массы компенсируется и исчезает. Именно поэтому ускорение свободного падения постоянно равно 9.8 м. с^2 (примерно) будь то человек, будь то самолет =) (масса не важна) .
Сопротивление воздуха — это отдельный случай, 100 тонный дерижабль будет падать медленнее пудовой гири например =)).
Есть еще опыт показывающий, что в вакуумной колбе перо и свинец падают с одной скоростью, я в хорошей школе учился, да =)))))
так и не зависит!
ну попробуй сбросить две гири и сравнить. Вообще-то в хороших школах этот опыт (Галилея) показывают на уроках.
Совсем не обязательно.
В вакууме все тела падают с одинаковой скоростью.
А в воздухе может быть и 1 кг кусок свинца, который рухнет почти так же, как и в вакууме, а может и 5 кг кусок пенопласта, который плавно спланирует.
Что упадет быстрее камень или перо
если кинуть два разных по массе предмета, например один с весом 3 кг, а другой с весом в 500 грамм, что быстрее упадет на Землю с одинаковой высоты?
Если не затруднит с объяснением.Заранее спасибо.
Атмосфера тормозит движение, причем при значительных скоростях сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости. В результате всякое падающее тело через несколько секунд приобретает постоянную скорость, причём для каждого тела эта скорость различна. Она зависит от формы тела. Например, шарик и кубик одинаковой массы и одинаковой плотности упадут не вместе, шарик раньше. Естественно, одинаковые по размеру шарик из стали и шарик из пробки тоже упадут не вместе, стальной раньше.
Сравнивать время падения в воздухе двух тел, зная только массу, но не зная объёма и формы, неправильно.
Что падает быстрее: камень или почтовая марка, монета или маленький кусочек бумаги? Мы ответим на этот вопрос, но прежде проделаем несколько опытов.
Возьмем в правую руку десятикопеечную монету, а в левую — маленький кусочек бумаги. Выпустим одновременно оба предмета. Мы легко заметим, что монета, падая вертикально, быстро достигнет пола, а кусочек бумаги, медленно планируя, упадет гораздо позднее. Может показаться, что тело падает тем быстрее, чем оно тяжелее.
Но попробуем бросить одновременно килограммовую гирю и однокопеечную монету. Мы обнаружим, что они коснутся земли в одну и ту же секунду, несмотря на то что вес копеечной монеты в тысячу раз меньше, чем вес килограммовой гири.
Разгадка этого кажущегося противоречия состоит в том, что листку бумаги гораздо труднее, чем монете, преодолеть сопротивление воздуха, так как поверхность такого листка сравнительно очень велика. Если же мы скатаем этот листок бумаги в маленький шарик и опять бросим, то увидим, что он падает так же быстро, как и монета.
В этом последнем случае воздушное сопротивление, которое встречает падающая бумажка, будет совершенно ничтожным. Когда нет сопротивления воздуха, форма падающего тела не играет никакой роли. Физик это доказывает, когда в длинном, герметически закрытом сосуде, из которого выкачан воздух, заставляет падать самые разнообразные тела. В таком сосуде легчайшее перышко падает так же быстро, как и тяжелый кусок камня. А падают все тела вертикально вниз потому, что их притягивает Земля.
Согласно биографии Галилео Галилея, написанной его учеником Винченцо Вивиани, в 1589 году Галилей провёл эксперимент, сбросив два шара различной массы со знаменитой падающей башни в Пизе, чтобы продемонстрировать, что время падения не зависит от массы шара [1] . С помощью этого эксперимента Галилей якобы обнаружил, что тела упали практически одновременно, опровергнув теорию Аристотеля, которая утверждала, что скорость падения пропорциональна массе тела. В то время, когда, по описанию Вивиани, Галилей проводил свой эксперимент, он ещё не сформулировал окончательный вариант своего закона свободного падения [1] [2] .
Хотя история об экспериментах Галилея на Пизанской башне вошла в научный фольклор, в трудах самого Галилея нет упоминания об этих экспериментах, и большинство историков науки склонны считать, что это был лишь мысленный эксперимент, который на самом деле не осуществлялся [3] [4] . Исключение составляет лишь позиция Дрейка, который считает, что эксперимент Галилея имел место в действительности примерно в том виде, как это описал Вивиани [1] .
Опыты по падению тел [ править | править код ]
Одним из первых опровергнуть утверждение Аристотеля попытался нидерландский учёный Симон Стевин. Можно предположить, что его результаты были известны Галилею.
Галилей так описывает знаменитый мысленный эксперимент в своей книге «О движении» [5] .
Представьте себе два предмета, один из которых тяжелее другого, соединённых верёвкой друг с другом, и сбросьте эту связку с башни. Если мы предположим, что тяжёлые предметы действительно падают быстрее, чем лёгкие и наоборот, то лёгкий предмет должен будет замедлять падение тяжёлого. Но поскольку рассматриваемая система в целом тяжелее, чем один тяжёлый предмет, то она должна падать быстрее него. Таким образом мы приходим к противоречию, из которого следует, что изначальное предположение (тяжёлые предметы падают быстрее лёгких) — неверно.
Опыты с качением тел по наклонной плоскости [ править | править код ]
Из-за несовершенства измерительного оборудования того времени свободное падение тел изучать было почти невозможно. В поисках способа уменьшения скорости движения Галилей заменил свободное падение на качение по наклонной поверхности, где были значительно меньшие скорости и сопротивление воздуха. Было замечено, что со временем скорость движения растет — тела движутся с ускорением. Был сделан вывод, что скорость и ускорение не зависят ни от массы, ни от материала шара.
Предположив, что произошло бы в случае свободного падения тел в вакууме, Галилей вывел следующие законы падения тел для идеального случая:
- Все тела при падении движутся одинаково: начав падать одновременно, они движутся с одинаковой скоростью.
- Движение происходит с постоянным ускорением.
Ученый также отметил: если соединить две наклонные поверхности так, чтобы скатившись по одной из них, шар поднимался по другой, он поднимется на ту же высоту, с которой начал движение, независимо от наклона каждой из поверхностей.
Галилей проверил, что полученные им законы скатывания качественно не зависят от угла наклона плоскости, и, следовательно, их можно распространить на случай падения. Окончательный вывод Галилея из последней его книги: скорость падения нарастает пропорционально времени, а путь — пропорционально квадрату времени.
Кирпич или перо упадут быстрее?
Тогда вы можете задаться вопросом, почему перья мягко плывут по ветру, а не падают на землю быстро, как кирпич. Ну, это потому, что воздух оказывает гораздо большее сопротивление падению пера, чем кирпичу .
Что упадет первым перо или камень?
Если вы уроните перо и камень одновременно, вы знаете, что камень упадет на землю первым, а перо упадет гораздо медленнее .
Будут ли более тяжелые предметы падать быстрее?
Ответ 1: Тяжелые предметы падают с той же скоростью (или скоростью), что и легкие . Ускорение свободного падения составляет около 10 м/с 2 повсюду вокруг Земли, поэтому все объекты испытывают одинаковое ускорение при падении.
Как быстро упадет перо?
С какой скоростью падают предметы на землю? a 9,8 метра в секунду, в квадрате Правильно!
Все вещи падают с одинаковой скоростью?
Таким образом, все объекты свободно падают с одинаковой скоростью независимо от их массы. Поскольку гравитационное поле силой 9,8 Н/кг на поверхности Земли вызывает ускорение любого объекта, помещенного на нее, на 9,8 м/с/с, мы часто называем это соотношение ускорением свободного падения .
Would a brick or feather fall faster? | Physics | Khan Academy
Рекомендуемые:
Слизняк или улитка быстрее?
Улитки и слизни путешествуют с разной скоростью. Обыкновенная улитка может достигать одного миллиметра в секунду. Это быстрее, чем у большинства слагов. Есть улитки, которые вообще не двигаются . Слизни быстрые? Мы прочитали все на самом быстром.
Что сильнее перо или меч?
" Перо сильнее меча" — это метонимическая поговорка, созданная английским писателем Эдвардом Бульвер-Литтоном в 1839 году и указывающая на то, что письменное слово является более эффективным инструментом. для общения, чем для насилия.
Упадут ли цены на жилье в Ла?
Согласно прогнозу CoreLogic, который измеряет цены на жилье несколько иначе, чем DQNews, цены на жилье в округе Лос-Анджелес в июле 2022 года вырастут на 2,7% по сравнению с этим июля по сравнению с Увеличение на 14,6% с июля 2020 года по июль 2021 года .
Что падает первым мяч или перо?
Вы будете удивлены ответом. Законы гравитации диктуют, что шар для боулинга всегда будет падать быстрее, чем перо . Что быстрее упадет перо или камень? Галилей обнаружил, что объекты, которые более плотные или имеют большую массу, падают с большей скоростью, чем менее плотные объекты, из-за сопротивления воздуха.
Скоро ли цены на жилье упадут?
Согласно прогнозу CoreLogic HPI, ожидается, что цены на жилье вырастут всего на 3,2% в период с июня 2021 года по июнь 2022 года … Согласно сообщениям, ФРС может начать повышать ставки уже раньше по состоянию на конец 2022 года. Так что, если вы хотите воспользоваться низкими процентными ставками на рынке жилья, у вас может быть еще год или около того .
Почему масса тела не влияет на скорость его падения?
Потому что сила образуется взаимодействием ДВУХ тел. А вторым телом выступает сама планета — масса которой настолько больше любого пера или гири, что разница получается несущественной.
Когда ты заменяешь только один предмет из двух взаимодействующих, то меняется только один множитель в формуле, верно? И результат формулы окажется в прямой пропорции с массой падающего предмета.
Но любая масса имеет ДВА свойства — гравитацию и инерцию. Если гиря весит в тысячу раз больше пера, то и инерцию она ТОЖЕ имеет в тысячу раз больше.
Представь такой опыт. У тебя — перо. Весит один грамм. Этот грамм притягивается планетой и придает перу ускорение. Это ускорение небесконечно, т.к. тот же самый грамм обладает инерцией — и разгон растягивается во времени. Все понятно и привычно.
Теперь возьми тысячу одинаковых перьев. Все они падают с одинаковым ускорением, ведь планета каждое из них притягивает в отдельности, верно?
Теперь спрессуй эту тысячу перьев в один плотный комок. Получится нечто вроде гири, массой в целый килограмм. Что изменилось? ДА НИЧЕГО! Та же самая масса, на той же самой высоте — естественно, и ускоряться эти спрессованные перья будут так же, как и по отдельности друг от друга.
Понимаешь? Да, к гире Земля прикладывает в тысячу раз больше усилия — но ведь и разгонять надо в тысячу раз больше массы. Поэтому ускорение остается прежним.
Другое дело, если массы твоей гири и самой планеты будут примерно в одном масштабе, сравнимы друг с другом. Тут уже не получится игнорировать разницу. Потому что, видишь ли, сила — это палка о двух концах, и действует она на ОБА тела. Земля ТОЖЕ падает на гирю, понимаешь? И если гиря сама тянет, как Земля (имеет такую же массу) — да, если общая масса обоих тел будет такой же, то и ускорение остается прежним, но вот беда — сама Земля устремится навстречу гире, и они встретятся РАНЬШЕ, на пол-пути. А в случае с пером — Земля ускоряется ему навстречу так слабо (сила-то такая же, "один грамм", зато ИНЕРЦИЯ у Земли — ого-го :-).