Как связаны масса и ускорение свободного падения?
Масса и ускорение свободного падения связаны через закон тяготения и второй закон Ньютона.
Закон тяготения, сформулированный Исааком Ньютоном, гласит, что сила притяжения между двумя телами прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для закона тяготения выглядит следующим образом:
F = G * (m1 * m2) / r^2,
где F — сила притяжения между двумя телами, G — гравитационная постоянная, m1 и m2 — массы тел, r — расстояние между ними.
Второй закон Ньютона утверждает, что сила, действующая на тело, пропорциональна ускорению этого тела. Математически этот закон записывается следующим образом:
F = m * a,
где F — сила, действующая на тело, m — масса тела, a — ускорение тела.
Из этих двух законов можно вывести связь между массой и ускорением свободного падения. Рассмотрим тело, которое падает свободно под воздействием силы тяготения на поверхности Земли. Тогда сила тяготения будет равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения (g):
F = m * g.
Сравнивая это уравнение с уравнением второго закона Ньютона, можно сделать вывод, что ускорение свободного падения (g) на Земле равно силе тяготения, деленной на массу тела:
g = F / m.
Таким образом, масса и ускорение свободного падения связаны обратно пропорционально. Чем больше масса тела, тем меньше будет его ускорение свободного падения, и наоборот.