물체가 지구를 향해 떨어지면 에너지 전달에서 공기 저항, 속도와 운동량 상승에 이르기까지 다양한 일이 발생합니다. 작용하는 모든 요소를 이해하면 고전 물리학의 다양한 문제, 운동량과 같은 용어의 의미, 에너지 보존의 본질을 이해할 수 있습니다. 짧은 버전은 물체가 지구쪽으로 떨어질 때 속도와 운동량을 얻습니다. 중력 위치 에너지가 떨어지면 에너지가 증가하지만이 설명은 세부.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
물체가 지구쪽으로 떨어지면 중력에 의해 가속되어 상승하는 힘까지 속도와 운동량을 얻습니다. 공기 저항은 중력 하에서 물체의 무게로 인한 하향 힘의 균형을 정확히 맞 춥니 다. 속도.
낙하가 시작될 때 물체가 가진 중력 위치 에너지는 낙하 할 때 운동 에너지로 변환됩니다. 운동 에너지는 소리를 내고 물체가 튀어 오르게하고 물체에 부딪히면 변형되거나 깨집니다. 바닥.
속도, 가속도, 힘 및 모멘텀
중력은 물체를 지구쪽으로 떨어 뜨립니다. 행성의 전체 표면에서 중력은 9.8m / s의 일정한 가속을 일으 킵니다.2, 일반적으로 기호가 지정됨지. 이것은 현재 위치에 따라 약간 씩 다릅니다 (약 9.78m / s2 적도 및 9.83m / s2 극에서), 그러나 표면 전체에서 거의 동일하게 유지됩니다. 이 가속으로 인해 물체가 중력에 걸리면 초당 9.8 미터의 속도가 증가합니다.
모멘텀 (피)는 속도 (V) 방정식을 통해 :
p = mv
그래서 물체는 가을 내내 추진력을 얻습니다. 오브젝트의 질량은 중력에 걸리는 속도에 영향을주지 않지만이 관계로 인해 질량이 큰 오브젝트는 동일한 속도에서 더 많은 운동량을가집니다.
힘 (에프) 물체에 대한 행동은 다음과 같은 뉴턴의 제 2 법칙에서 설명됩니다.
F = ma
이 경우 가속도는 중력에 의한 것이므로ㅏ = 지,의미하는 것은:
이것은 무게의 방정식입니다.
공기 저항 및 종단 속도
지구의 대기는 그 과정에서 중요한 역할을합니다. 공기는 공기 저항 (본질적으로 낙하 할 때 물체에 부딪히는 모든 공기 분자의 힘)으로 인해 물체의 낙하 속도를 늦추고 물체가 낙하하는 속도가 빠를수록이 힘이 증가합니다. 이것은 최종 속도라는 지점에 도달 할 때까지 계속됩니다. 여기서 오브젝트의 무게로 인한 하향 힘은 공기 저항으로 인한 상향 힘과 정확히 일치합니다. 이 경우 오브젝트는 더 이상 가속 할 수 없으며지면에 닿을 때까지 해당 속도로 계속 떨어집니다.
대기가없는 달과 같은 몸에서는이 과정이 발생하지 않으며 물체가 땅에 닿을 때까지 중력에 의해 계속 가속됩니다.
떨어지는 물체에 대한 에너지 전달
물체가 지구로 떨어질 때 일어나는 일에 대해 생각하는 또 다른 방법은 에너지입니다. 떨어지기 전에-우리가 고정되어 있다고 가정하면-물체는 중력 잠재력의 형태로 에너지를 소유합니다. 이것은 지구 표면에 상대적인 위치로 인해 많은 속도를 낼 가능성이 있음을 의미합니다. 고정되어있는 경우 운동 에너지는 0입니다. 물체가 방출되면 중력 위치 에너지는 속도를 높이면서 점차적으로 운동 에너지로 변환됩니다. 일부 에너지를 잃게하는 공기 저항이없는 경우, 운동 에너지는 물체가 땅에 닿는 것은 가장 높은 중력 위치 에너지와 같을 것입니다. 포인트.
물체가 땅에 떨어지면 어떻게 되나요?
물체가 땅에 닿으면 운동 에너지는 어딘가로 가야합니다. 에너지는 생성되거나 파괴되지 않고 전달 될뿐입니다. 충돌이 탄력적이면 물체가 튀어 나올 수 있다는 의미로, 많은 에너지가 다시 튀어 오르는 데 사용됩니다. 모든 실제 충돌에서 에너지는 땅에 닿으면 손실되고, 일부는 소리를 내고 일부는 변형되거나 심지어 물체가 분해됩니다. 충돌이 완전히 비 탄력적이면 물체가 찌그러 지거나 부서지고 모든 에너지가 소리를 생성하고 물체 자체에 영향을 미칩니다.