Επιτάχυνση ενός νομίσματος πτώσης στον πύργο;
τα θεμελιώδη
* βαρύτητα: Η πρωταρχική δύναμη που ενεργεί στο νόμισμα είναι η βαρύτητα. Κοντά στην επιφάνεια της Γης, η βαρύτητα παρέχει μια σταθερή επιτάχυνση περίπου 9,8 m/s2 (μέτρα ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο). Αυτό σημαίνει ότι για κάθε δευτερόλεπτο το νόμισμα πέφτει, η προς τα κάτω ταχύτητες αυξάνεται κατά 9,8 μέτρα ανά δευτερόλεπτο.
* Αντίσταση αέρα: Η αντίσταση στον αέρα είναι μια δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση ενός αντικειμένου μέσω του αέρα. Αυξάνεται με την ταχύτητα και την επιφάνεια του αντικειμένου. Στην περίπτωση ενός νομίσματος, η αντίσταση στον αέρα θα είναι σχετικά μικρή.
παραδοχές για έναν απλοποιημένο υπολογισμό
Για να διευκολύνουμε τα πράγματα, ας υποθέσουμε ότι παραμελούμε την αντίσταση στον αέρα για τώρα. Σε αυτή την περίπτωση:
* σταθερή επιτάχυνση: Το νόμισμα θα επιταχύνει προς τα κάτω με σταθερό ρυθμό 9,8 m/s2.
* Ανεξάρτητα από τη μάζα: Η επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα είναι η ίδια για όλα τα αντικείμενα, ανεξάρτητα από τη μάζα τους. Ένα φτερό και ένα νόμισμα θα πέσουν με τον ίδιο ρυθμό σε κενό.
Παράγοντες που επηρεάζουν την επιτάχυνση
* υψόμετρο: Η επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα είναι ελαφρώς ασθενέστερη σε υψηλότερα υψόμετρα, αλλά αυτή η διαφορά είναι συνήθως αμελητέα για το ύψος ενός τυπικού πύργου.
Σημαντικές εκτιμήσεις
* Αντίσταση αέρα: Στην πραγματικότητα, η αντίσταση στον αέρα θα διαδραματίσει κάποιο ρόλο, ειδικά για ελαφρύτερα αντικείμενα όπως ένα νόμισμα. Αυτό σημαίνει ότι η επιτάχυνση του νομίσματος δεν θα είναι απόλυτα σταθερή. Καθώς το νόμισμα πέφτει ταχύτερα, η αντίσταση στον αέρα αυξάνεται, τελικά επιβραδύνοντας την επιτάχυνση.
* Τερματική ταχύτητα: Σε κάποιο σημείο, η δύναμη της αντίστασης του αέρα θα γίνει ίση με τη δύναμη της βαρύτητας. Σε αυτό το σημείο, το νόμισμα θα σταματήσει να επιταχύνει και να φτάσει στην τελική του ταχύτητα. Αυτή είναι η μέγιστη ταχύτητα που θα φτάσει ενώ πέφτει.
Συνοπτικά
Η επιτάχυνση ενός νομίσματος πτώσης από έναν πύργο καθορίζεται κυρίως από τη βαρύτητα, με σχεδόν σταθερή επιτάχυνση 9,8 m/s2. Η αντίσταση στον αέρα μπορεί να διαδραματίσει ρόλο, ειδικά σε υψηλότερες ταχύτητες, οδηγώντας σε ένα ελαφρώς πιο περίπλοκο πρότυπο επιτάχυνσης.
