Τι προκαλεί την πτώση των αντικειμένων με διαφορετικές επιταχύνσεις και ταχύτητες;
1. Η βαρύτητα είναι σταθερή:
* Κοντά στην επιφάνεια της Γης, η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας είναι περίπου σταθερή για όλα τα αντικείμενα, περίπου 9,8 m/s2. Αυτό σημαίνει ότι όλα τα αντικείμενα θα πέσουν με τον ίδιο ρυθμό *σε κενό *.
2. Αντίσταση αέρα:
* Ο πρωταρχικός λόγος που τα αντικείμενα πέφτουν σε διαφορετικές ταχύτητες είναι αντίσταση αέρα . Η αντίσταση στον αέρα είναι μια δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση ενός αντικειμένου μέσω του αέρα. Αυτή η δύναμη εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:
* Σχήμα: Τα αντικείμενα με μεγαλύτερες επιφανειακές περιοχές ή ακανόνιστα σχήματα αντιμετωπίζουν μεγαλύτερη αντίσταση στον αέρα. Για παράδειγμα, ένα αλεξίπτωτο έχει πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια από ένα βράχο, έτσι πέφτει πολύ πιο αργή.
* ταχύτητα: Καθώς ένα αντικείμενο πέφτει γρηγορότερα, η αντίσταση στον αέρα αυξάνεται. Τελικά, η δύναμη της αντίστασης του αέρα μπορεί να ισούται με τη δύναμη της βαρύτητας, προκαλώντας το αντικείμενο να φτάσει σε σταθερή ταχύτητα τερματικού.
* Πυκνότητα: Τα πυκνότερα αντικείμενα βιώνουν λιγότερη αντίσταση στον αέρα για ένα δεδομένο μέγεθος και σχήμα.
3. Μάζα:
* Ενώ η μάζα επηρεάζει τη δύναμη της βαρύτητας που τραβάει ένα αντικείμενο (πιο μαζικά αντικείμενα βιώνουν μια ισχυρότερη βαρυτική δύναμη), δεν επηρεάζει άμεσα την επιτάχυνση. Ωστόσο, η μάζα παίζει ρόλο στο πόσο γρήγορα ένα αντικείμενο φτάνει στην ταχύτητα του τερματικού. Ένα βαρύτερο αντικείμενο θα έχει υψηλότερη ταχύτητα τερματικού από ένα ελαφρύτερο αντικείμενο με το ίδιο σχήμα και μέγεθος.
Συνοπτικά:
* Η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας είναι η ίδια για όλα τα αντικείμενα.
* Η αντίσταση στον αέρα είναι ο κύριος λόγος που τα αντικείμενα πέφτουν σε διαφορετικές ταχύτητες.
* Το σχήμα, η ταχύτητα και η πυκνότητα επηρεάζουν την ποσότητα της αντίστασης του αέρα.
* Η μάζα επηρεάζει τη δύναμη της βαρύτητας, αλλά όχι την επιτάχυνση. Επηρεάζει την ταχύτητα του τερματικού.
Παράδειγμα:
* Ένα φτερό και μια μπάλα μπόουλινγκ που έπεσε σε ένα κενό θα πέσει με τον ίδιο ρυθμό. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν υπάρχει αντίσταση αέρα για να επιβραδύνει το φτερό.
* Ωστόσο, στον πραγματικό κόσμο, το φτερό πέφτει πολύ πιο αργό από την μπάλα μπόουλινγκ λόγω της αντίστασης του αέρα. Η μεγάλη επιφάνεια του φτερού και το ελαφρύ βάρος σημαίνουν ότι βιώνει πολλή αντίσταση στον αέρα, επιβραδύνοντάς την. Η μπάλα μπόουλινγκ, από την άλλη πλευρά, έχει μικρότερη επιφάνεια και είναι πολύ βαρύτερη, έτσι ώστε να βιώνει λιγότερη αντίσταση στον αέρα και να πέφτει γρηγορότερα.
