Наблюдение за потоком воды

Падение тел в отсутствие сопротивления воздуха. Самый распространенный вид равнопеременного движения - свободное падение тел в поле тяготения Земли. Наблюдение за потоком воды в водопаде показывает, что у поверхности Земли поток разделяется на отдельные капли. Это означает, что скорость падения нижней части потока оказывается больше, чем скорость падения его верхней части, т. е. свободное падение на Землю является ускоренным.

Все тела независимо от их массы в отсутствие сил сопротивления воздуха падают н а Землю с одинаковым ускорением, называемым ускорением свободного падения.

Впервые это утверждение экспериментально было доказано Галилео Галилеем. Из-за отсутствия точных часов Галилей не мог измерять достаточно надежно малые интервалы времени падения тел на Землю. Ученый исследовал скольжение шаров с наклонной плоскости, угол наклона которой постепенно приближался к прямому. Результаты экспериментов показали, что при любом угле наклона плоскости расстояние, проходимое шаром по этой плоскости, пропорционально квадрату времени движения.

Например, за удвоенный промежуток времени шар проходил расстояние в 4 раза большее. Выводы Галилея были подтверждены английским ученым Робертом Бойлем, наблюдавшим синхронное падение различных предметов в сосуде, из которого был откачан воздух.

Откачка воздуха из сосуда была произведена для того, чтобы исключить силу сопротивления воздуха, препятствующую движению тел. Ускорение свободного падения тел на Землю в первые измерил Кристиан Гюйгенс в 1656 г. с помощью маятниковых часов. Вблизи поверхности Земли ускорение свободного падения равно g = 9,8 м/с 2.

На Луне нет атмосферы, поэтому астронавты наблюдали синхронное падение предметов, происходящее с одинаковым ускорением. Ускорение свободного падения тел на Луне примерно в 6 раз меньше, чем на Земле: g л = 1,6 м/с 2.

Падение тел в воздухе. В воздухе падение т ел происходит иначе, чем в вакууме. На тело, движущееся в воздухе, действует сила сопротивления воздуха. Свободно падающее тело в начале движется, как в вакууме, с ускорением свободного падения, так как сила сопротивления воздух а пренебрежимо мала при небольшой скорости. Увеличение скорости падения тела при водит к увеличению силы сопротивления воздуха и уменьшению ускорения тела. Когда сила сопротивления воздуха становится равной силе притяжения тела к Земле, ускорение тел а оказывается равным нулю. Вблизи Земли тела, падающие с большой высоты, имеют постоянную скорость.

Например, скорость падения капель дождя и градин на Землю около 30 км/ч. В отсутствие атмосферы они достигали бы Земли со скоростью пули. Впрочем, надуманность этой ситуации очевидна: в отсутствие атмосферы не было бы ни капель дождя, ни града, ни жителей Земли.

Легкие тел а , с большой площадью поверхности (снежинки, листья) через короткий промежуток Времени начинают двигаться в воздухе равномерно с небольшой скоростью.

Скорость тяжелых предметов при падении в атмосфере Земли возрастает в течение нескольких Первых секунд, а затем остается постоянной (по рядка 100 м/с).