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自由落体:简介
3.11
当一个物体仅受重力作用向地面下落时,称该物体处于自由落体状态。
考虑一个被向上抛出的球,它在空中达到一定高度后,由于地球的引力作用而下落。
此处,球在下落过程中速度不断变化,但加速度保持恒定。
假设一张纸和一块石头从相同高度同时下落,哪个物体会先到达地面?
可以观察到,石块先落地,随后是纸张。这是由于空气阻力的影响,而空气阻力对较重的物体可忽略不计。
然而,如果将这些物体在密闭的真空箱中从同一高度同时下落,它们将同时到达箱底。
因此,如果忽略空气影响,所有物体无论其质量如何,都会以一个恒定的加速度下落,该加速度称为重力加速度,其近似值为 9.8 m/s2。
由于地球引力的作用,如果忽略空气阻力,所有物体都会以相同的加速度向地心下落。这个由实验证明的事实出乎意料,因为我们已经习惯了空气阻力和摩擦力的影响,以至于我们会下意识地认为轻的物体比重的物体下落得慢。人们普遍认为较重的物体在下落时加速度更大,直到伽利略·伽利莱 (1564–1642) 证明事实并非如…