Павел
Если сопротивление воздуха отсутствует, скорость снижения зависит только от того, насколько далеко упал объект, независимо от его веса. Это означает, что два объекта одновременно упадут на землю, если их одновременно сбросить с одной и той же высоты. Это утверждение следует из закона сохранения энергии и было продемонстрировано экспериментально при падении пера и свинцового шара в безвоздушную трубку. Когда сопротивление воздуха играет роль, форма объекта становится важной. В воздухе перо и мяч падают с разной скоростью. В случае ручки и шара для боулинга сопротивление воздуха мало по сравнению с силой тяжести, которая притягивает их к земле. Следовательно,Если вы уроните ручку и шар для боулинга, вы, вероятно, не сможете сказать, какой из двух упал на землю первым, если только вы не уронили их с очень высокой башни. Вышеприведенный ответ совершенно правильный, но это вопрос, который сбивает с толку многих людей, и их вряд ли удовлетворят наши самоуверенные ответы физиков. Есть одно хорошее объяснение, которое всех устраивает - оно принадлежит не мне, а какому-то известному ученому, но я не могу вспомнить кого (Галилео?); и я думаю, было бы хорошо иметь его здесь. (Аргумент не имеет ничего общего с сопротивлением воздуха, предполагается, что он отсутствует. Ответ доктора Майкла Юарта уже отвечает на эту часть.) Аргумент следующий: Предположим, у нас есть мяч весом 10 кг и мяч весом 1 кг. Предположим, что мяч весом 10 кг падает быстрее, чем мяч весом 1 кг, поскольку он тяжелее. Теперь,давайте свяжем два шара вместе. Что тогда будет? Будет ли комбинированный объект падать медленнее, поскольку мяч весом 1 кг будет сдерживать мяч весом 10 кг? Или комбинация упадет быстрее, поскольку теперь это объект весом 11 кг? Поскольку и того и другого не может произойти, единственная возможность состоит в том, что они изначально падали с одинаковой скоростью. Звучит чрезвычайно убедительно. Но я думаю, что в этом аргументе есть небольшая ошибка. В нем ничего не говорится о природе задействованной силы, поэтому похоже, что он должен работать с любой силой! Однако это не совсем так. Если бы мы жили в мире, где «падение» происходило из-за электрических сил, а объекты имели массу и постоянный заряд, все было бы иначе. Вещи с нулевым зарядом не упадут независимо от их массы. Фактически, скорость падения будет пропорциональна q / m,где q - заряд, m - масса. Когда вы связываете два объекта, 1 и 2, с зарядами q1, q2 и m1, m2, объединенный объект будет падать со скоростью (q1 + q2) / (m1 + m2). Предполагая, что q1 / m1 <q2 / m2, или объект 2 падает быстрее, чем объект один, комбинированный объект будет падать со средней скоростью (это легко показать). Но есть еще один момент. «Вес» объекта - это сила, действующая на него. Это прямо пропорционально заряду q. Поскольку для скорости падения имеет значение q / m, вес не будет иметь определенного отношения к скорости падения. Фактически, у вас может быть объект нулевой массы с зарядом q, который будет падать бесконечно быстро, или объект бесконечной массы с зарядом q, который вообще не упадет, но будет «весить» одинаково! Фактически, исходный аргумент должен быть сведен к следующему утверждению:что более точно: если все объекты с одинаковым весом падают с одинаковой скоростью, то _все_ объекты будут падать с одинаковой скоростью, независимо от их веса. С математической точки зрения это равносильно утверждению, что если q1 = q2, то m1 = m2 или q / m одинаково для всех объектов, все они будут падать с одинаковой скоростью! В общем, это довольно пустой аргумент. Возвращаясь к случаю гравитации. Гравитационная сила равна (G - постоянная, называемая константой гравитации, M - масса притягивающего тела (здесь, земли), а m1 - «гравитационная масса» объекта. ) И закон движения Ньютона гласит, что m2 - это «инерционная масса» объекта, а a - ускорение. Теперь, решая для ускорения, мы находим: что пропорционально m1 / m2, т. Е.Гравитационная масса, деленная на инертную массу. Это наш старый "кв / м" из электрошкафа! Теперь, если и только если m1 / m2 является константой для всех объектов (эта константа может быть поглощена в G, поэтому вопрос может быть уменьшен до m1 = m2 для всех объектов), все они будут падать с одинаковой скоростью. Если это соотношение будет меняться, то у нас не будет определенной связи между скоростью падения и весом. Итак, в целом, мы вернулись к исходной точке. Это просто отбрасывает массы в уравнениях, показывая, что они должны падать с одинаковой скоростью. Равенство двух масс необходимо для общей теории относительности и входит в нее естественным образом. Кроме того, экспериментально было установлено, что две массы равны с чрезвычайно хорошей точностью. Правильный ответ на вопрос «почему объекты с разной массой падают с одинаковой скоростью?» является, 'потому что гравитационная и инертная массы одинаковы для всех объектов ». Тогда почему этот аргумент звучит так убедительно? Поскольку наш повседневный опыт и интуиция подсказывают, что вещи, которые весят одинаково, падают с одинаковой скоростью. Предположив это, мы уже неявно предполагаем, что гравитационная масса равна инертной массе. (Ого, что мы делаем незаметно!). Остальные аргументы вытекают легко и естественно ...Остальная часть аргументации вытекает легко и естественно ...Остальная часть аргументации вытекает легко и естественно ...
Ленор
Возьмите полдоллара и пенни, бросьте их рядом. Они одновременно упадут на землю. Это стоит даже не в вакууме, так как не будет заметного трения с воздухом об этих тонких плотных объектах. Конечно, это должно быть на планете с гравитацией и связано с постоянным ускорением объекта под действием силы тяжести, 9,8 м / с².
Зельма
Когда они падают, самое тяжелое, я думаю, летит быстрее, а легче - медленнее. Надеюсь это поможет. Если я не ответил правильно, значит, вопрос не имеет смысла.
-Джессика