Шта се дешава кад објекат падне ка Земљи?

Када објекат падне према Земљи, догађа се много различитих ствари, од преноса енергије до отпора ваздуха до пораста брзине и замаха. Разумевање свих фактора у игри припрема вас за разумевање низа проблема у класичној физици, значења појмова попут импулса и природе очувања енергије. Кратка верзија је да када објекат падне ка Земљи, он добија брзину и замах, и своју кинетику енергија се повећава како њена гравитациона потенцијална енергија опада, али ово објашњење прескаче многе важне детаљи.

ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)

Када објекат падне према Земљи, он убрзава услед силе гравитације, добијајући брзину и замах све док сила нагоре отпор ваздуха тачно уравнотежује силазну силу због тежине предмета под гравитацијом - тачка која се назива терминал брзина.

Гравитациона потенцијална енергија коју објект има на почетку пада претвара се у кинетичку енергију при паду, а ово кинетичка енергија прелази у производњу звука, узрокујући одскок предмета и деформишући или разбијајући предмет приликом удара у земљу.

Гравитација доводи до пада предмета према Земљи. На целој површини планете гравитација узрокује константно убрзање од 9,8 м / с², обично добија симболг. Ово се тако мало разликује у зависности од тога где се налазите (око 9,78 м / с² на екватору и 9,83 м / с² на половима), али остаје углавном исти по површини. Ово убрзање доводи до повећања брзине објекта за 9,8 метара у секунди сваке секунде када падне под гравитацију.

Моментум (стр) је уско повезан са брзином (в) кроз једначину:

па предмет добија замах током свог пада. Маса објекта не утиче на то колико брзо пада под гравитацију, али масивни објекти имају већи замах истом брзином због овог односа.

Сила (Ф) деловање на објекат је приказано у другом Њутновом закону, који каже:

У овом случају, убрзање је услед гравитације, даклеа​ = ​г,што значи да:

што је једначина за тежину.

Земљина атмосфера игра улогу у процесу. Ваздух успорава пад објекта услед отпора ваздуха (у суштини сила свих молекула ваздуха који га ударају док пада) и та сила се повећава што брже пада предмет. То се наставља све док не достигне тачку која се назива терминална брзина, где се сила надоле због тежине објекта тачно поклапа са силом према горе због отпора ваздуха. Када се то догоди, објекат више не може да убрза и наставља да пада том брзином све док не падне на тло.

На телу попут нашег месеца, где нема атмосфере, овај процес се не би догодио, а предмет би наставио да се убрзава услед гравитације док не падне на тло.

Алтернативни начин размишљања о томе шта се дешава кад објекат падне ка Земљи је у смислу енергије. Пре него што падне - ако претпоставимо да је стационаран - предмет поседује енергију у облику гравитационог потенцијала. То значи да има потенцијал да убрза велику брзину због свог положаја у односу на површину Земље. Ако је стационаран, његова кинетичка енергија је нула. Када се објекат ослободи, гравитациона потенцијална енергија постепено се претвара у кинетичку енергију док убрзава. У недостатку отпора ваздуха, који доводи до губитка неке енергије, кинетичка енергија непосредно пре објект који удари о земљу био би исти као и гравитациона потенцијална енергија коју је имао на највишем нивоу тачка.

Када предмет падне на тло, кинетичка енергија мора некамо да оде, јер се енергија не ствара или уништава, већ само преноси. Ако је судар еластичан, што значи да објекат може да се одбије, већи део енергије одлази у то да се поново одбије. У свим стварним сударима енергија се губи када падне на тло, а неки од њих претворе се у звук, а неки у деформисање или чак разбијање предмета. Ако је судар потпуно нееластичан, предмет се згњечи или разбије, а сва енергија иде у стварање звука и ефекта на сам предмет.