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自由落下加速をどのように計算しますか?

重力による加速とも呼ばれる自由落下加速は、物理学の基本的な概念です。それは、重力のみの影響の下で自由に落ちるオブジェクトによって経験される加速であり、他の力に作用することはありません。計算方法は次のとおりです。

1。普遍的な重力法の使用:

* ニュートンの普遍的重力の法則: この法律では、宇宙のすべての粒子は、大衆の積に比例し、中心間の距離の平方に反比例する力で他のすべての粒子を引き付けると述べています。

* 式:

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f =g *(m1 * m2) / r^2

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どこ:

* fは重力の力です

* gは重力定数です(約6.674 x 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2)

* M1とM2は2つのオブジェクトの質量です

* rは2つのオブジェクトの中心間の距離です

* 自由落下加速:

重力による加速(g)を見つけるために、ニュートンの第二法則(f =ma)を使用し、式を再配置します。

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g =f / m =g * m / r^2

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どこ:

* mは地球の質量(またはあなたがいる惑星)です

* rは、地球の中心からオブジェクトまでの距離です(地球の半径のほぼ)

2。実験方法の使用:

* 振り子法: 単純な振り子を使用して、重力による加速度を測定できます。既知の長さの振り付け期間をタイミング化することにより、「G」を計算できます。

* ドロップオブジェクト: オブジェクトが既知の距離に落ちるまでの時間を正確に測定することにより、運動学的方程式を使用して加速度を計算できます。

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d =v0t +(1/2)gt^2

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どこ:

* Dは距離が落ちる距離です

* V0は初期速度です(自由落下時に0)

* tは落ちる時間です

* Gは重力による加速です

重要な考慮事項:

* 地球の表面の近く: 「g」の値は、一般に、地球表面で約9.8 m/s^2と見なされます。ただし、高度や緯度などの要因によってわずかに変化します。

* 空気抵抗: 現実には、空気抵抗は落下物に影響します。 上記の計算では、空気抵抗が無視できる真空を想定しています。

* 他の惑星: 「G」の値は、他の惑星で異なる質量と半径のために異なります。

これらの方法のいずれかを詳しく説明したり、具体的な例を提供したりしてほしいかどうかを教えてください!

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