Могат ли перо и чук да паднат едновременно?

Нютон

 

Представи си следната картинка: взимаш перо и чук (може и „Мьолнир“, ако днес се чувстваш особено достоен). Вдигаш ги на еднакво ниво над главата си и пускаш предметите едновременно. Какво ще стане? Не те съветваме да пробваш сам, за да разбереш, но се опитай да познаеш. Чукът рязко ще се забие в земята (надяваме се далеч от крака ти), а перцето ще се приземи едва след кратък елегантен полет? 

Ние бихме казали – не. Добре, де, поне не във всички случаи. Чети надолу, за да разбереш какво имаме предвид. 

 

Тежките предмети падат по-бързо?

Нека първо разгледаме един друг вариант на този казус. Представи си, че вместо перо и чук имаш баскетболна и боулинг топка. Коя ще падне първа, ако ги издигнеш на еднаква височина и ги пуснеш едновременно (звучи като идея за Тик Ток видео)? 

За да разбереш отговора, със сигурност трябва да изгледаш този кратък видео урок. В него ще научиш (или ще си припомниш) един от най-основните физични закони, с чиято помощ ще намерим решението.

втори принцип на механиката

 

Изгледа ли видеото? Сигурен си? Добре, вярваме ти.

Вторият принцип на механиката гласи, че силата = масата . ускорението 

или F = m.a

Добре, една баскетболна топка тежи 623 g, а една боулинг топка пък тежи цели 7,26 kg. Не привлича ли Земята по-тежките предмети с по-голяма гравитационна сила? Всъщност да, гравитационната сила при по-тежките тела е по-голяма. 

Ключовото тук обаче е, че земното ускорение  g (до повърхността на Земята) e винаги приблизително равно на 9,8 m/s² (ще докажем и това, ако държиш).

Нека заместим във формулата и да намерим гравитационните сили.

 

G баскетболна = m баскетболна . g

G баскетболна =  0,623 kg . 9,8  m/s2 ≈ 6.10 N

 

G боулинг = m боулинг . g

G боулинг = 7,26 kg . 9,8  m/s2 ≈ 71,15 N

 

Добре, намерихме гравитационните сили за двете топки. Нека сега обаче от формулата да изразим ускорението „a“, може би ще открием нещо интересно:

 

a = F/m

 

а баскетболна = G баскетболна / m баскетболна

а баскетболна = 6,10 / 0,623 ≈ 9,8  m/s2

 

а боулинг = G боулинг / m боулинг 

а боулинг = 71,14 / 7,26 ≈ 9,8  m/s2

 

Както видя, когато масата на предмета се увеличи, нараства и силата на гравитационното привличане. Което обаче от своя страна означава, че ускорението запазва стойността си. 

Ами въздушното съпротивление?

Добре, това че обектите падат с еднакво ускорение, ни е известно още от времето на Галилей. Когато обаче говорим за предмети с пропорционално голяма площ за своята маса (лист хартия, перо, листо), е ясно, че съпротивлението на въздуха „пречи“. Съответно те падат по-бавно от обект като топка, книга или телефона ти, когато забие за 10-и пореден път. 

Затова ако мислим, че чук и перо ще паднат едновременно, сигурно падаме от Марс… или в този случай по-скоро от Луната.

луната

През 1971 г. командирът на „Аполо 15“ Дейвид Скот провежда експеримента с чука и перото на лунната повърхност. Тъй като на Луната липсва атмосфера, може да си кажеш, че космонавтите са се намирали почти във вакуум – тоест въздушното съпротивление не е фактор.

 

Как е завършил опитът? Можеш да разбереш сам от тези кадри

Ние обаче искаме да завършим с това: 

Твърде лесни въпроси няма. Всеки въпрос може да бъде погледнат от различен ъгъл и да ни разкрие нещо ново за света или за начина, по който виждаме света.

Не се страхувай да питаш. 

 


Всички новости от Уча.се следете още във Facebook и Instagram . 🙂

Коментари
  • WordPress
  • Facebook
4 коментара

Публикувай коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *


Медиите за Уча.се

„Уча.се превръща двойкаджии в отличници“

- Дневник