两个铁球~一个轻一些~一个重一些~同时往下扔~哪个会先落地?为什么?
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这明显是一道送分题,两个铁球同时着地是1590年,伽利略在比萨斜塔上做的自由落体试验。
至于原理嘛,就是著名的自由落体定律,但其实这个定律是适用在真空状态下的,不是太空中哦,因为太空中没由引力,不会往任何方向“落”的,而是飘浮在太空中的。
那么,这个理论在地球的现实环境中,又该怎样适用呢?这其实就又引出了一个定律,阿基米德的浮力定律,这个定律和相关的介质(液体或气体)有关,也和处于这种介质中的物质有关。
两个铁球,密度一样,处于空气中,每个铁球的受力只受重力和空气对它的浮力:重力为mg,m=铁密度*体积, 所以重力G=铁密度*体积*重力加速度; 而浮力F浮=空气密度*重力加速度*排开空气的体积(也是铁球的体积)。所以,铁球所受合力为重力G-F浮=(铁密度-空气密度)*体积*重力加速度。
但铁的密度是7.8*10^3千克每立方米,而空气的密度是1.29千克每立方米(0度1大气压下),差6000多倍,空气密度的影响可以忽略不计,所以伽俐略才采用铁球做实验。不考虑空气浮力的影响,铁球所受合力就只剩下铁球的重力( mg)了。以下再分析一下铁球的运动状况。
而加速度的公式是 a=F/m=(mg)/m=g(重力加速度),这样一来,这个运动(自由落体运动)就只和当地的重力加速度有关了(当然只适用于实心铁球), 铁球的运动是从同一高度0m/s开始,掉落到地面(相同高度),所以两个铁球位移一样。
位移公式S=(1/2) at^2, 公式中,大球小球的加速度a都等于重力加速度g,位移也一样,那么,经历的时间必然也一样,所以两个铁球会同时着地。
后记:其实刚才考虑空气阻力的受力分析对后面也个铁球同进着地的结论没有用,我也没有删的原因是一开始我的思路就是这样的,并且,通过给您回答这道题考虑空气这么一算,自由落体定律是适用于真空状态下的,那么又出现一个问题,在考虑介质阻力的情况下,比如在海水中,海平面上同时扔下一大一小两个铁球,掉到海底所经历的时间是否一样呢?在回答你这道问题前,我一直认为是一样的,但现在有点怀疑了,等有时间再算算,给你回答这么多,费了太长时间了。
至于原理嘛,就是著名的自由落体定律,但其实这个定律是适用在真空状态下的,不是太空中哦,因为太空中没由引力,不会往任何方向“落”的,而是飘浮在太空中的。
那么,这个理论在地球的现实环境中,又该怎样适用呢?这其实就又引出了一个定律,阿基米德的浮力定律,这个定律和相关的介质(液体或气体)有关,也和处于这种介质中的物质有关。
两个铁球,密度一样,处于空气中,每个铁球的受力只受重力和空气对它的浮力:重力为mg,m=铁密度*体积, 所以重力G=铁密度*体积*重力加速度; 而浮力F浮=空气密度*重力加速度*排开空气的体积(也是铁球的体积)。所以,铁球所受合力为重力G-F浮=(铁密度-空气密度)*体积*重力加速度。
但铁的密度是7.8*10^3千克每立方米,而空气的密度是1.29千克每立方米(0度1大气压下),差6000多倍,空气密度的影响可以忽略不计,所以伽俐略才采用铁球做实验。不考虑空气浮力的影响,铁球所受合力就只剩下铁球的重力( mg)了。以下再分析一下铁球的运动状况。
而加速度的公式是 a=F/m=(mg)/m=g(重力加速度),这样一来,这个运动(自由落体运动)就只和当地的重力加速度有关了(当然只适用于实心铁球), 铁球的运动是从同一高度0m/s开始,掉落到地面(相同高度),所以两个铁球位移一样。
位移公式S=(1/2) at^2, 公式中,大球小球的加速度a都等于重力加速度g,位移也一样,那么,经历的时间必然也一样,所以两个铁球会同时着地。
后记:其实刚才考虑空气阻力的受力分析对后面也个铁球同进着地的结论没有用,我也没有删的原因是一开始我的思路就是这样的,并且,通过给您回答这道题考虑空气这么一算,自由落体定律是适用于真空状态下的,那么又出现一个问题,在考虑介质阻力的情况下,比如在海水中,海平面上同时扔下一大一小两个铁球,掉到海底所经历的时间是否一样呢?在回答你这道问题前,我一直认为是一样的,但现在有点怀疑了,等有时间再算算,给你回答这么多,费了太长时间了。
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