一大一小兩個東西從高處落下,哪個先落地

時間 2021-10-14 22:31:35

1樓:郭敦顒

一大一小兩個東西從高處落下,哪個先落地?

如果是在真空中,則一大一小兩個東西同時落地;

但在通常情況下物體是在空氣中從高處中下落的,體積大的受空氣的阻力大,下落的慢;體積小的受空氣的阻力小,下落的則較快。所以,一大一小兩個東西從高處落下,體積小的先落地。

降落傘就是利用增加體積增加受阻截面積,從而增加空氣阻力使物體緩慢降落的。

而在兩個物體的體積形狀相同,質量大小不同的情況下,同時從高處落下,則兩物體同時落地。

為此,現代物理學之父義大利著名物理學家伽利略(1564—1642),曾做過多次實驗,證實不同重量球體自由落下,它們同時著地的實驗。據《伽利略傳》記載,2023年伽利略在比薩斜塔當著其他教授和學生面做了這樣的實驗,推翻了亞里士多德的觀點。

關於落體運動,古希臘哲學家亞里士多德僅僅憑藉直覺和觀感,曾經作出過這樣的結論:重的物體下落速度比輕的物體下落速度快,落體速度與重量成正比。

2023年,伽利略在比薩斜塔上做了「兩個鐵球同時落地」的實驗,得出了重量不同的兩個鐵球同時下落的結論,從此推翻了亞里士多德「物體下落速度和重量成比例」的學說,糾正了這個持續了1900多年之久的錯誤結論。關於自由落體實驗,伽利略做了大量的實驗,他站在斜塔上面讓不同材料構成的物體從塔頂上落下來,並測定下落時間有多少差別。結果發現,各種物體都是同時落地,而不分先後。

也就是說,下落運動與物體的具體特徵並無關係。無論木製球或鐵製球,如果同時從塔上開始下落,它們將同時到達地面。伽利略通過反覆的實驗,認為如果不計空氣阻力,輕重物體的自由下落速度是相同的,即重力加速度的大小都是相同的。

我們若從牛頓的萬有引力定律分析自由落體的運動規律,任意兩個物體之間都遵循著萬有引力定律,輕重不同的兩個物體在地球的引力場中做自由落體運動都將獲得相同的加速度,所以實驗得出大小兩球同時落地的結果是符合萬有引力定律的。就是說伽利略的實驗結論和從萬有引力定律所做的理論分析是完全一致的,從這一點來說,伽利略的實驗是正確的。

高度(距離)s(米)、時間t(秒)與重力加速度g的公式:

s=(1/2)gt²,

g=2s/t²,g=9.80665m/s²,一般取g=9.8m/s²(米/秒²)。

關於重力加速度的公式可以利用牛頓的萬有引力定律推匯出來。

萬有引力定律的表示式是:

f=gm1m2/r², (1)

式中m1、m2是兩質點的質量;r是兩質點的距離;g是萬有引力常量。

g=(6.6720±0.0041)×10^(-11)n•m²/kg² (2-1)

在通常計算中可取g=6.67×10^(-11)n•m²/kg² (2-2)

重力 地球對在其表面附近的萬有引力稱為重力。物體因受重力作用而具有的加速度稱為重力加速度。按牛頓第二定律,重力p和重力加速度g之間的關係是:

p=mg (3)

按(1)式,重力p的大小可表示為:

p=gmm/r² (4)

上式中,m是地球的質量(m=6.57*10^34kg),m是物體的質量,r是地球中心至物體的距離。

由(3)與(4)式得

g=gm/r² (5)

計算得,g=9.80665m/s²,一般取g=9.8m/s²(米/秒²)。

(5)式表明,各物體的重力加速度與物體本身的質量無關,而僅隨它到地心的距離而變化。對於地面附近的物體,高度的變化與地球半徑(約為6370km)相比甚微,可認為它們到地心的距離就等於地球半徑,這樣,物體在地面附近不同高度時的重力加速度也就可以看作是常量。另外,地球不真正為球形,南北半徑稍短(約為6357km)赤道半徑稍長(約為6378km),因此在地球不同緯度處的重力加速度略有差異,在南北兩極g值最大;在赤道上,g值最小。

在北京地區,可取g=9.81 m/s²(米/秒²)。

2樓:

在不考慮空氣阻力的情況下,兩個物體會作自由落體運動,如果是從同樣的高度落下,根據速度位移公式 s =gt²/2,它們是同時落地;

但是在現實生活中,空氣阻力是必然存在且不可以忽略的,所以至於哪個先落地需要看具體情況。

3樓:好發人員

一般人直覺物體重受地球引力大,所以落得快,沒有想過受阻面積大這些影響,即使沒有風,總有空氣吧?形狀也影響受阻力大小,材質也有關。最詳細的伽利略斜塔實驗,同材質重量差距n倍的兩個球體,同時在塔上丟下了,結果幾乎同時落地,現在還沒有打破該定律。

4樓:荷蘭豬友匯

同等材質,同樣形狀的話,不考慮阻力因素的話,是同時落地如果考慮到阻力因素,那麼材質不同,或者形狀不同,那可能不會同時落地。

比如一個鐵球和一個降落傘。或者一個鐵球和一團棉花。這個時候就是阻力小的先落地了。

即便是同樣一種材質的物品,一個塑料球和一個塑料薄板,因為塑料球阻力小可以很快落下,而塑料薄板受到的阻力大可能會在孔中飛舞一會才落下來,具體什麼時候就不好說了。

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