Slobodni pad

Slobodni pad

Slobodni pad je jednoliko ubrzano kretanje tijela uzrokovano djelovanjem Zemljine privlačne sile ili sile teže. Pri tome tijelo pri padu prevaljuje sve veće puteve, jer je brzina pada sve veća. Kao iznos ubrzanja uzima se ubrzanje gravitacione sile i iznosi ~9,81 m/s² Pri tome se za izračunavanje ostalih fizikalnih veličina koriste formule za jednoliko ubrzano kretanje.

Prilikom slobodnog pada, visina s koje tijelo pada se označava sa h, ubrzanje sa g, vrijeme sa t, a brzina sa v. Oznaka h, ujedno označava i put koji će tijelo preći tokom čitavog pada.

Formule koje opisuju slobodan pad se izvode iz osnovnih formula kretanja. Treba imati na umu da tijelo prilikom slobodnog pada nema početnu brzinu, tako da se početna brzina izostavlja iz svih formula i treba paziti na to da je ubrznje a u našem slučaju gravitaciono ubrzanje g.

$v=gt$

$s={\frac {gt^{2}}{2}}$

Ako izrazimo vrijeme iz prve formule kao $\scriptstyle {\frac {v}{g}}$ i uvrstimo u drugu dobit ćemo:

$s={\frac {g({\frac {v}{g}})^{2}}{2}}$

$s={\frac {\frac {v^{2}}{g}}{2}}$

$s={\frac {v^{2}}{2g}}$

Iz ove formule možemo dobiti još dvije, a to su:

$g={\frac {v^{2}}{2h}}$

I ona važnija, koja govori o brzini tijela koje će imati nakon pada sa visine h (a prije udara o tlo):

$v={\sqrt {2gh}}$

Zbog Zemljine rotacije ona je sferoidnog oblika, tj. spljoštena je na polovima. Zbog toga je udaljenost polova od centra Zemlje manja od udaljenosti ekvatora od centra Zemlje, pa je gravitaciona sila na polovima jača. S druge strane, Zemljina rotacija uzrokuje da centifuglana sila, nastala rotacijom Zemlje, jače djeluje na tijela koja su bliže ekvatoru nego na ona blizu polova. S obzirom da je ova sila slaba, rezultujuća sila - sila Zemljine teže - jače djeluje na tijela bliža polovima. Ovisno o geografskoj širini i dužini, gravitaciona sila je različita čak i za pojedine djelove većih gradova.

U narednoj listi su prikazane precizne vrijednosti ubrzanja sile teže, u nekim gradovima Evrope i Afrike.

     GRAD                                  g(m/s2)
     Reykjavík                             9, 822 80
     Helsinki                              9, 819 15
     Berlin                                9, 812 82
     Pariz                                 9, 809 41
     München                               9, 807 44
     Rim                                   9, 803 63
     Kinšasa                               9, 779 18
     Johannesburg                          9, 785 50

• vrlo tačne vrijednosti konstante g mogu pružiti informacije o geološkoj građi podzemlja, pa se upotrebljavaju, između ostalog i kao jedna od metoda pri traganju za ležištima nafte i plina.