Ускорение свободного падения

Ускорение свободного падения – это величина, которая говорит, что все тела на нашей планете будут падать с одинаковым ускорением ≈ $9,81\left[\frac{м}{с^2}\right]$, то есть это то же самое $a$ – ускорение, только выведенное как постоянная, для планеты Земля.

Мы часто замечали, как медленно падают листья с деревьев и как быстро падает брошенный камень. Дело в том, что листик обладает крайне маленькой массой, как следствие, на него действует крайне маленькая сила тяжести – $F_T$, а площадь поверхности у листика крайне большая, как следствие, на него действует большая сила сопротивления воздуха – $F_B$ (в рамках нашего курса мы не рассматриваем силу сопротивления воздуха, но её можно представить как силу трения о воздух, то есть она тоже действует в сторону, противоположную направлению движения). Так и получается, что сила тяжести незначительно превышает силу сопротивления воздуха, и из-за этого листик с дерева падает медленнее камня. Но если мы сбросим с одинаковой высоты самое лёгкое пёрышко и шар для боулинга, то в условиях вакуума два этих тела упадут с одинаковым ускорением $g≈9,81\left[\frac{м}{с^2}\right]$.

Ускорение свободного падения зависит от радиуса планеты, массы планеты и от некоторой постоянной, о которой мы не будем говорить. Наша планета не идеально шарообразная: где-то есть горы, а где-то есть впадины, к тому же шарик нашей планеты немного сплющен из-за её вращения. Это значит, что мы можем утверждать, что радиус в некоторых местах нашей планеты отличается, как следствие и $g$ тоже будет отличаться в некоторых местах. Но в решении задач мы это никак не будем использовать, для нас $g=10\left[\frac{м}{с^2}\right]$.

Я думаю, что вы видели в мультфильмах, как далеко и высоко люди прыгают на Луне. У них это получается из-за того, что ускорение свободного падения на Луне крайне мало $g=1,62\left[\frac{м}{с^2}\right]$. Такое сильное различие по сравнению с Землёй возникает из-за того, что Луна намного легче Земли. Тут важно не запутаться: меньший радиус, наоборот, увеличивал бы $g$, ведь чем ближе мы к центру планеты, тем сильнее она нас притягивает. Просто масса Луны меньше земной в 81 раз, а радиус – всего в 3,7 раза, и в этом споре масса побеждает с большим запасом.

Также $g$ используется в измерении перегрузок лётчиков и космонавтов, одним словом – пилотов. Во время сильного ускорения пилотов крайне сильно вжимает в кресло, при этом они испытывают большие физические страдания. Пилоты используют специальные костюмы, которые сжимают их тело, чтобы помочь сердцу перекачивать кровь по организму, ведь во время больших перегрузок вся кровь в теле тоже стремится к тому, чтобы вжаться в кресло. Иногда пилоты могут испытывать перегрузки до $12 g$! А во время экстренного катапультирования аж до $20 g$! Это означает, что вес пилота возрастает в 20 раз!

Таблица $g$ для разных тел

Тело	Тип	$g,\left[\frac{м}{с^2}\right]$
Солнце	звезда	273
Меркурий	планета	3,70
Венера	планета	8,88
Земля	планета	9,81
Марс	планета	3,71
Юпитер	планета-гигант	24,79
Плутон	карликовая планета	0,62
Луна	спутник Земли	1,62
Ио	спутник Юпитера	1,79
Европа	спутник Юпитера	1,31
Церера	карликовая планета	0,28