Πώς επηρεάζει η μάζα ενός αντικειμένου ταχύτητα με την οποία πέφτει;
Εδώ είναι γιατί:
* σταθερή έλξη της βαρύτητας: Όλα τα αντικείμενα, ανεξάρτητα από τη μάζα τους, βιώνουν την ίδια βαρυτική επιτάχυνση κοντά στην επιφάνεια της γης. Αυτή η επιτάχυνση, που υποδηλώνεται από το «G», είναι περίπου 9,8 m/s2.
* Δύναμη και επιτάχυνση: Η δύναμη της βαρύτητας που ενεργεί σε ένα αντικείμενο είναι άμεσα ανάλογη με τη μάζα του (F =mg). Ωστόσο, η επιτάχυνση (α) είναι το αποτέλεσμα της δύναμης που διαιρείται με τη μάζα (a =f/m).
* Ακύρωση: Δεδομένου ότι η δύναμη της βαρύτητας αυξάνεται με τη μάζα, αλλά η επιτάχυνση είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα, αυτά τα δύο αποτελέσματα ακυρώνονται μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι ένα βαρύτερο αντικείμενο βιώνει μια ισχυρότερη βαρυτική δύναμη, αλλά έχει επίσης περισσότερη αδράνεια (αντίσταση στην αλλαγή σε κίνηση), με αποτέλεσμα την ίδια επιτάχυνση με ένα ελαφρύτερο αντικείμενο.
Σημαντική σημείωση: Αυτό ισχύει μόνο σε κενό. Στον πραγματικό κόσμο, η αντίσταση στον αέρα παίζει σημαντικό ρόλο.
* Αντίσταση αέρα: Η αντίσταση στον αέρα είναι μια δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση ενός αντικειμένου μέσω του αέρα. Εξαρτάται από παράγοντες όπως το σχήμα, το μέγεθος και η ταχύτητα του αντικειμένου.
* Τερματική ταχύτητα: Καθώς πέφτει ένα αντικείμενο, η ταχύτητά του αυξάνεται, όπως και η αντίσταση του αέρα που ενεργεί σε αυτό. Τελικά, η αντίσταση στον αέρα γίνεται ίση με τη δύναμη της βαρύτητας και το αντικείμενο σταματά να επιταχύνεται, φθάνοντας σε μια σταθερή ταχύτητα που ονομάζεται ταχύτητα τερματικού. Τα ελαφρύτερα αντικείμενα τείνουν να φθάνουν στην ταχύτητα του τερματικού σε χαμηλότερες ταχύτητες από τα βαρύτερα αντικείμενα λόγω της χαμηλότερης δύναμης της βαρύτητας που δρουν πάνω τους.
Συνοπτικά: Σε ένα κενό, όλα τα αντικείμενα πέφτουν με τον ίδιο ρυθμό ανεξάρτητα από τη μάζα τους. Με την παρουσία αντοχής στον αέρα, τα βαρύτερα αντικείμενα θα πέσουν γρηγορότερα αρχικά, αλλά τελικά θα φτάσουν σε χαμηλότερη ταχύτητα τερματικού από τα ελαφρύτερα αντικείμενα.
