Ускорение свободного падения в разных городах России

А вы хоть раз задумывались, какое ускорение свободного падения в вашем месте проживания? Давайте узнаем, кто впервые открыл ускорение свободного падения, и как происходит данное явление.

Ускорение свободного падения было впервые открыто итальянским учёным Галилео Галилеем в 1589 году. В своих экспериментах он изучал движение тел по наклонной плоскости и установил, что предельное ускорение таких тел соответствует ускорению свободного падения. Это открытие стало важным шагом в развитии физики и заложило основы для дальнейших исследований в области механики. Ускорение свободного падения происходит под действием силы тяжести в конкретной точке гравитационного поля. Оно показывает, насколько увеличивается скорость объекта в единицу времени при свободном падении.  

Все тела, пребывающие в состоянии свободного падения, движутся в направлении центра планеты с одинаковым ускорением, которое называется ускорением свободного падения. Его величина практически не зависит от масс тел.  

На ускорение свободного падения влияют следующие факторы:

Форма планеты. Например, Земля не идеальный шар, она немного сплюснута с полюсов, поэтому полярный радиус несколько меньше, чем экваториальный. Из-за этого ускорение свободного падения на полюсе больше, а на экваторе — меньше. 

Высота над уровнем моря. Если поднимать тело над поверхностью Земли, то расстояние будет определяться суммой радиуса Земли и высоты над её поверхностью. В этом случае ускорение свободного падения тоже будет уменьшаться. 

Вращательное движение Земли. Оно тоже влияет на ускорение свободного падения.  

Ускорение свободного падения у поверхности любого космического тела зависит от массы этого тела и квадрата его радиуса.

Ускорение свободного падения находится по формуле:

g = G · M ⁄ R² , где: 

• g — ускорение свободного падения (м/с²); 
• M — масса планеты (кг); 
• R — расстояние между телами (м); 
• G — гравитационная постоянная, равна  6,67⋅10⁻¹¹ м³/(кг·с²).

Важным моментом является то, что в данной формуле имеет значение расстояние между центрами масс объектов. Для Земли и других планет это расстояние до их центра. 

В этом проектном задании мы будем узнавать ускорение свободного падения в своём населённом пункте. 

В школе на уроках физики мы рассматриваем метод определения ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

Метод определения ускорения свободного падения с помощью математического маятника заключается в измерении длины подвеса и периода малых колебаний маятника.  

Порядок проведения эксперимента:

1. Установить на краю стола штатив, у верхнего конца укрепить кольцо и подвесить к нему шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 3–5 см от пола. 
2. Отклонить маятник от положения равновесия на 5–8 см и отпустить его. 
3. Измерить длину подвеса мерной лентой. 
4. Измерить время Δt 40 полных колебаний (N). 
5. Повторить измерения Δt (не изменяя условий опыта) и найти среднее значение Δt ср. 
6. Вычислить среднее значение периода колебаний Тср по среднему значению Δt ср. 
7. Вычислить значение gср по формуле. 
8. Сравнить полученное значение со значением g = 9,8 м/с² и рассчитать относительную погрешность измерения. 

Ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли неоднородно: оно уменьшается при движении от полюсов к экватору. Это вызвано тем, что Земля не является шаром — она немного сплюснута у полюсов.