If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Если вы используете веб-фильтр, пожалуйста, убедитесь, что домены *.kastatic.org и *.kasandbox.org разблокированы.

Основное содержание
Текущее время:0:00Общая продолжительность:7:31

Интерпретация величины «g» не как ускорение свободного падения, а как свойство гравитационного поля Земли.

Формулы кинематики, и движение тела, брошенного в воздух

Транскрипция к видео

в этом видеоуроке мне хотелось бы поразмышлять о двух различных способах интерпретации величины джей поскольку мы говорили об этом раньше во многих учебниках приводится ее значение 9,81 метра в секунду в квадрате вниз или к центру земли или иногда приводится отрицательная величина которая указывает направление вниз -9,81 метра в секунду в квадрате возможно наиболее типичным способом интерпретировать эту величину будет ускорение вследствие притяжения вблизи поверхности земли тело в свободном падении это и будет в центре нашего внимания сегодня тело в состоянии свободного падения причина по которой я подчеркиваю эту последнюю часть состоит в том что как нам известно многие объекты которые расположены близко к поверхности земли не находятся в состоянии свободного падения например я сейчас вблизи поверхности земли и я не нахожусь в свободном падении я сейчас сижу на стуле и так это стул а это я скажем стул поддерживает весь мой вес ноги болтаются в воздухе и так это я так что происходит сейчас если бы я находился в свободном падении я бы ускорялся к центру земли с ускорением 9,81 метров в секунду в квадрате на меня действуют силы притяжения которое полностью компенсируется вертикально направленной силой от поверхности стула на котором я сижу это вертикально направленная сила я обозначу их как векторы результирующая сила в моем случае равна нулю особенно в этом вертикальном направлении так как результирующая сила равна нулю я не ускоряюсь к центру земли я не нахожусь в состоянии свободного падения и тем не менее эти 9,81 метров в секунду в квадрате по-прежнему имеют отношение к моей ситуации я вам об этом еще расскажу но я не являюсь телом в состоянии свободного падения другой способ интерпретировать эту величину состоит в том чтобы не рассматривать ее как ускорение свободного падения вблизи поверхности земли для любого свободно падающего тела хотя она таковой является возможно более общий способ интерпретировать ее как гравитационное поле земли или фактически как среднее ускорение так как она действительно слегка меняется на поверхности земли еще один способ рассмотри ее как среднее гравитационное поле у поверхности земли я сейчас расскажу о том в чем состоит физический смысл поле поле среднее гравитационное поле на поверхности земли это более абстрактное понятие мы сейчас поговорим об этом это поможет нам понять то как величина g связано с той интерпретацией где я не являюсь телом в свободном падении поле когда вы думаете о нем в контексте физики это более абстрактное понятие чем в математике в контексте физики поле это то что связывает некоторую физическую величину с каждой точкой в пространстве так что это просто величина в каждой точке пространства это может быть и скалярной величиной в таком случае мы называем это скалярным полем там просто значение или это может быть векторной величиной со значением и направлениям связанный с каждой точкой в пространстве в этом случае мы имеем дело с векторным полем причина почему это называется полем состоит в том что она вблизи поверхности земли давайте возьмём массу например моя масса может быть выражена в килограммах если мы вблизи поверхности земли возьмём массу 10 килограммов то можно использовать g чтобы вычислить фактическую силу действующую на это тело силу гравитационного притяжения в данной точке пространства например если тело имеет массу 10 килограммов эта поверхность земли вот здесь центр земли величина g фактически характеризует вектор силы который направлен к центру земли и значение этого вектора будет равно массе умноженной на же направлении здесь уже указано вы можете сказать 9,81 метров в секунду в квадрате к центру земли в данной ситуации это будет 10 килограммов умноженные на 9,81 метр в секунду в квадрате что приблизительно равно 98 целым 1 10 килограмм на метр в секунду в драть и что представляет собой единицу силы поэтому 90 8,1 ньютонов это тело может не находиться в свободном падении вот почему же имеет смысл даже в ситуации когда тело не находятся в свободном падении из же рассчитывается сила тяжести действующая на тело вблизи поверхности земли в расчете на единицу массы поговорим об этом и так g это среднее гравитационное поле которая дает силу на единицу массы если мы возьмём массу вблизи поверхности земли будет ли это тело в свободном падении или нет и умножим эту массу ножи потому что это дает силу на единицу массы то получим силу тяжести действующие на эту тело вблизи поверхности земли независимо от того находится ли она в свободном падении или нет я хотел бы выделить небольшое различие как правило жи рассматривается таким образом вот здесь но когда-нибудь вы возможно столкнетесь с этим и скажите нет но g имеет смысл даже когда речь не идет о свободном падении вы очевидно не можете сказать что мои ускорение когда я сижу на стуле равно 9 81 метр в секунду в квадрате направлено к центру земли я не ускоряюсь к центру земли поэтому кто-то скажет нет вы не можете назвать это ускорением она является ускорением когда тело находится в состоянии свободного падения вблизи поверхности земли если нет сопротивления воздуха и если результирующая сила это сила тяжести тогда это действительно было бы ускорением тело но она становится актуальным мы знаем что многие объекты находятся не в свободном падении и тело находящаяся в свободном падении не остается в этом состоянии надолго так как в результате она куда-то упадёт но мы теперь знаем что величина g актуальна для всех тел она показывает нам силу на единицу массы соблазнительно называть ее всегда ускорение потому что у нее единицы ускорения но даже когда вы рассуждаете в терминах гравитационного поля это все та же величина это некоторая величина которую нужно умножить на массу чтобы быть слить силу гравитации