Γιατί ένα φορτηγό επιτάχυνσης ελεύθερης πτώσης θεωρείται σταθερό για αντικείμενα που πέφτουν μέσα σε λίγες εκατοντάδες μίλια στην επιφάνεια;
1. Εξάρτηση της βαρύτητας από απόσταση:
* Ο νόμος της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα: Η δύναμη της βαρύτητας μεταξύ δύο αντικειμένων είναι ανάλογη με το προϊόν των μαζών τους και αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ των κέντρων τους.
* Καθώς μετακινείτε περαιτέρω από το κέντρο της Γης: Η βαρυτική δύναμη (και επομένως επιτάχυνση) μειώνεται.
2. Γιατί μπορούμε συνήθως να το αντιμετωπίσουμε ως σταθερό:
* Μικρές αποστάσεις: Μέσα σε λίγες εκατοντάδες μίλια από την επιφάνεια της γης, η αλλαγή σε απόσταση από το κέντρο της Γης είναι σχετικά μικρή σε σύγκριση με την ακτίνα της Γης (περίπου 4000 μίλια).
* Αναμφισβήτητη αλλαγή στην επιτάχυνση: Η μείωση της βαρυτικής επιτάχυνσης είναι τόσο μικρή σε σχέση με αυτές τις αποστάσεις που συχνά θεωρείται αμελητέο για τους περισσότερους πρακτικούς σκοπούς.
3. Παράδειγμα:
* Εάν ρίξετε ένα αντικείμενο από ύψος 100 μιλίων, η βαρυτική επιτάχυνση στην κορυφή θα είναι ελαφρώς μικρότερη από την επιφάνεια. Ωστόσο, η διαφορά είναι αρκετά μικρή ώστε να μην επηρεάζει σημαντικά τον χρόνο κάθοδο του αντικειμένου ή την τελική ταχύτητα.
4. Όταν έχει σημασία:
* Αντικείμενα υψηλού υψομέτρου: Για τα αντικείμενα που πέφτουν από πολύ μεγάλα υψόμετρα (όπως οι δορυφόροι), η αλλαγή στην βαρυτική επιτάχυνση γίνεται σημαντική και δεν μπορεί να αγνοηθεί.
* ακριβείς μετρήσεις: Σε εξαιρετικά ακριβείς επιστημονικές μετρήσεις, πρέπει να ληφθεί υπόψη η διακύμανση της βαρυτικής επιτάχυνσης.
Συνοπτικά:
Ενώ η επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης δεν είναι απόλυτα σταθερή, η διακύμανση είναι αρκετά μικρή σε μικρές αποστάσεις κοντά στην επιφάνεια της Γης που μπορούμε συχνά να την αντιμετωπίζουμε ως σταθερή. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι πρόκειται για μια προσέγγιση και η παραλλαγή γίνεται πιο σημαντική καθώς η απόσταση από τη γη αυξάνεται.
