Cuando un objeto cae libremente, ¿acelera?

Un objeto experimenta una aceleración cuando actúa sobre él una fuerza externa neta distinta de cero (en otras palabras, la suma de las fuerzas sobre el objeto no es igual a cero).

Cuando se cae algo en la Tierra (o en algún otro planeta), comienza sin velocidad inicial. Pero, hay una fuerza neta hacia abajo que actúa sobre el objeto debido a la fuerza de la gravedad. En cuyo caso la respuesta es sí , el objeto está acelerando (su velocidad está cambiando).

Uno podría imaginar una situación en la que un objeto recibió cierta velocidad inicial (es decir, arrojado) hacia abajo, en el vacío. En este caso, el objeto continuará moviéndose hacia abajo (ya que ninguna fuerza neta actúa sobre él, el objeto retendrá su velocidad inicial desde el lanzamiento) sin acelerar.

Suponiendo que se refiere a un objeto en un marco de referencia como el del planeta tierra, la respuesta es sí. Todos los objetos se ven afectados por la fuerza de la gravedad. Ahora, cuando sueltas un objeto, ya no estás proporcionando una fuerza opuesta y el objeto cae, acelerando a una velocidad de g (9.8 m / s ^ 2 o 32 pies / s ^ 2).

Esa es una situación ideal que ignora la resistencia del aire donde no tenemos en cuenta la resistencia del aire. La resistencia del aire es fría porque puedes modelarla con una función exponencial basada en la velocidad. Esto significa que alcanza una asíntota o límite cuando alcanza una cierta velocidad. Lo que sucede es que a medida que el objeto se acelera, siempre que le dé suficiente espacio, la resistencia del aire lo ralentiza más cuanto más rápido vaya hasta que alcance una velocidad constante. Esta es su llamada velocidad terminal. Ahora la velocidad constante significa aceleración = 0 ¿verdad?

Así que supongo que su respuesta es sí hasta que alcance su velocidad terminal.

Se trata de los marcos de referencia y lo que tiene en cuenta.

Depende del entorno en el que se encuentre. Digo que la aceleración funciona de manera muy similar a los polos magnéticos opuestos. Quizás en el ecuador la aceleración de la Tierra sea de 10 m / seg / seg, pero NO está en mi ubicación.

Experimento de aceleración vs gravedad

El objetivo era probar mi teoría de que la aceleración de un objeto “que cae” sería la diferencia neta de la fuerza de aceleración externa de la Tierra y la fuerza de aceleración del objeto “que cae”.

Mi teoría es que la aceleración externa de la Tierra es la densidad de Masa-Energía (Me) x mi constante de aceleración A que es 2.434933 * 10-6. Lo mismo para otros planetas sólidos y sistemas de materia. Lo mismo para los objetos “que caen”.

La densidad de mí es ((masa x temperatura) + (masa x velocidad de rotación)) / volumen.
La masa es kilogramos
La temperatura es grados Kelvin
La velocidad de rotación es metros / segundo en el ecuador
El volumen es metros3

El aparato experimental
Un tubo de plástico de ¾ “con foto transistor y fuente de luz cerca de la parte superior y otro foto transistor y
fuente de luz 1 metro debajo. Este es el tubo de caída.

Un cronómetro de cuarzo de 1/100 segundos y otro cronómetro de 1/1000 segundos reconectado para el control de arranque / parada por transistor.

Una “placa del temporizador” con la electrónica para permitir que los transistores de fotos controlen los relojes.

El experimento
Dejar caer objetos y registrar el tiempo de caída.
Los objetos que se dejaron caer fueron una batería AA, una pieza de goma de combustible de 2 “, una pieza de mármol y un perno de acero de 5/16 × 1”.
Pruebas de caída realizadas a mediados de diciembre de 2016 hasta principios de marzo de 2017. Las pruebas de caída continuarán.
El perno y la piedra se dejaron caer en condiciones calientes y a temperatura ambiente.
Observaciones
El tiempo promedio de caída de 52 gotas en cada reloj es de 0.328 segundos. Esto lleva a una aceleración calculada de ~ 18.6m / seg2.
Conclusiones
En el ecuador a 10 m / seg2, el tiempo de caída debe ser de ~ 0,45 segundos para estos objetos.

Los objetos en mi tienda están viendo una aceleración de 18.6m / seg2, y los tiempos de caída promedian 0.328 segundos.
Mi tienda está a ~ 42.26N de latitud.
La velocidad de rotación a 42.26N es menor que en el ecuador o 0 ° de latitud.
Uno de los componentes de mí en mi ecuación es la velocidad de rotación.
Con menos velocidad de rotación en mi latitud, la fuerza externa de aceleración de la tierra es menor que la red
entre la aceleración de la Tierra y el objeto que cae es menor, lo que da lugar a una caída más rápida
veces y por lo tanto la mayor aceleración calculada.

El ajuste para la latitud es (1 + sin grados) latitud, que es 1.674 en mi ubicación.
Para mi ubicación, la densidad de Mex1.674xA da una aceleración de 16.74m / seg2.
La aceleración observada de los objetos que caen es de ~ 18,6 m / seg2.
Creo que la diferencia de 1.8m / seg2 está muy cerca y puede ser que la Tierra no sea una esfera perfecta.
Puede ser que en mi latitud la aceleración externa de la Tierra sea menor, lo que da lugar a una caída más rápida.
veces.

Comencé esto buscando un cambio en mí debido a la temperatura, pero un cambio en la velocidad de rotación puede
tienen el mismo efecto ya que ambos son componentes de Mí.
Seguiré mirando la temperatura.

Dennis Lewis
2 de abril de 2017
Ware, MA EE. UU.

En la mecánica newtoniana, bajo la influencia de solo un campo gravitacional, la respuesta es sí.

Dentro de la teoría de la relatividad, la ventaja cambia. La noción de “caída libre” significa que los objetos no están influenciados por fuerzas externas, donde consideramos que los fenómenos de gravedad son algo que da forma al espacio, y que el objeto que cae libremente es algo que sigue una trayectoria que es el equivalente en línea recta de un objeto no acelerado lejos de cualquier cuerpo gravitante. Es decir, los fenómenos de la gravedad no se consideran como una fuerza, como otros.

En la mecánica newtoniana, un objeto no acelerado obedece a = 0. No hay nueva información allí.

Probemos con [math] \ frac {d ^ 2 x_i} {dt ^ 2} = 0 [/ math]. Es la misma ecuación a = 0 escrita de manera diferente: la aceleración de un objeto sobre el que no actúan fuerzas externas es cero. Para cambiarlo a su equivalente relativista necesitamos algo para explicar la “curvatura” del espacio-tiempo.

Obtenemos [matemáticas] \ frac {d ^ 2 x ^ \ mu} {d \ tau ^ 2} + {\ Gamma _ {\ rho \ sigma}} ^ \ mu \ frac {dx ^ \ rho} {d \ tau} \ frac {dx ^ \ sigma} {d \ tau} = 0 [/ math]. La cosa Gamma [matemática] \ Gamma [/ matemática] es donde entra la parte de “curvatura”. La ecuación es la de una línea recta en un espacio-tiempo curvo y voluptuoso. En lugar del tiempo universal “t” de la mecánica newtoniana, se usa tau [matemáticas] \ tau [/ matemáticas]; Es el tiempo medido en el reloj asociado con el objeto en movimiento.

Sí, se acelera debido a la gravedad. Dependiendo del lugar específico en la Tierra, el objeto aceleraría entre 9.78 y 9.83 m / s² (donde m es metros y s son segundos). Hay una diferencia en la gravedad porque la Tierra no es perfectamente redonda. En otras palabras, después de caer durante 1 segundo, su velocidad es de 9.82 m / s. Después de 2 segundos, está cayendo a 19.62 m / s, etc. Quora ha discutido una pregunta similar antes.

Esta velocidad creciente (también conocida como aceleración) es la razón por la cual dejar caer una pelota de béisbol desde el techo sobre tu cabeza no hará mucho daño. Pero una pelota caída desde la parte superior del Empire State Building puede causar daños graves. El momento se define como masa x velocidad (p = mv). La masa de la pelota se mantiene igual, pero cuando caiga 381 metros y golpee su cabeza, estaría viajando a 28.8 m / s (64.4 millas / h), con un impulso que puede causar una conmoción cerebral y tal vez más. También es la razón por la cual algo tan ligero como una bala se vuelve letal cuando se dispara a alta velocidad. También puede ver este efecto simplemente saltando en una escala. Verá un aumento repentino de peso en el momento del impacto antes de que se muestre su peso normal.

Por otro lado, a menudo se dice que un centavo arrojado del Empire State Building puede matarte. Eso es un mito Si bien el centavo cae a 28.8 m / s, la masa no es suficiente para hacer que el impulso sea letal. El béisbol mencionado más pesado es una historia diferente. Mythbusters realmente probó la historia de un centavo y confirmó que es un mito.

Mythbusters es agradable, pero esta demostración británica es más divertida.

Un objeto en caída libre experimenta una aceleración de 9.8 metros por segundo al cuadrado, descuidando la resistencia del aire. Esto significa que cada segundo que pasa el objeto aumentará en velocidad en 9.8. En el primer segundo, el objeto comenzará a 0 metros por segundo (t = 0) y en ese segundo habrá alcanzado los 9.8 metros por segundo (t = 1). Sin embargo, esto no significa que el objeto haya caído 9.8 metros en el primer segundo. La velocidad promedio real del objeto es igual a (9.8 + 0) / 2 o 4.9 metros. Esto se debe a que el objeto alcanzará todas las velocidades entre 0 y 9.8 y, por lo tanto, cae a cada una de esas velocidades por singularidad de tiempo. En el segundo segundo, el objeto acelerará de 9.8 metros por segundo (t = 1) a 19.6 metros por segundo (t = 2). Este proceso continúa hasta que el objeto toca el suelo o alcanza su velocidad terminal, la velocidad a la cual la resistencia del aire niega la aceleración y el objeto caerá a una velocidad constante (suponiendo una presión de aire constante) hasta que toque el suelo.

Si hablamos de aceleración cuando el signo (dirección) no importa, sí, lo es.

Sin embargo, debe entenderse que la aceleración puede ser negativa. Es decir, el cuerpo puede moverse con desaceleración. Esto ocurre cuando la velocidad inicial se dirige hacia arriba.

🙂

Si. Según la primera ley de Newton, continúa acelerando hasta alcanzar la velocidad terminal.

Según mi primera ley de diversión, la mejor manera de explorar esta pregunta es a través del paracaidismo.

Por un tiempo, sí, aunque deja de acelerar una vez que alcanza cierta velocidad. La velocidad de esta depende de la masa y las propiedades aerodinámicas del objeto.