Mis on objekti kiiruse ja gravitatsioonijõu vaheline seos

Objekti kiirus ja gravitatsiooni suhe saab mõista Newtoni liikumise seaduste ja vaba languse kontseptsiooni kaudu.

Esiteks on gravitatsioon jõud; see on Maa poolt objektidele avaldatud tõukejõud. Maapinna lähedal on see jõud umbes 9,8 meetrit sekundi ruutuses (m/s²). Kui objekt on alates ainult gravitatsioonist, siis see kiirendab vastavalt maapinna suunda. Seda kiirendust nimetatakse gravitatsiooniliseks kiirenduseks.

Objekti kiirus on sellele mõjuvate jõudude poolt tekitatud kiirenduse tulemus. Kui objekt hakkab vabast seisundist langema, siis tema kiirus suureneb ajas, kuna gravitatsioon pidevalt objekti kiirendab. Füüsika järgi võib kiirust v arvutada järgmise suhtega:

v=gt+v0

 v on lõplik kiirus,

g on gravitatsiooniline kiirendus (umbes 9,8 m/s² Maal),

t on möödunud aeg,

v0on algne kiirus.

Vaba languse puhul on algne kiirus v0 tavaliselt null (kui objekt alustab langemist seistes), nii et võrrand lihtsustub:

v=gt

See tähendab, et ilma muude jõudude, näiteks õhutõkke, olemata, objekti kiirus suureneb ajaga proportsionaalselt.

Kuid tegelikkuses mõjutab objekti kiirust õhutõke. Kui objekti kiirus suureneb, suureneb ka õhutõke, kuni see võrdub gravitatsioonilise jõuga, mille järel objekt langeb konstantse kiirusega. Seda kiirust nimetatakse terminaalkiiruseks.

Kokkuvõttes manifesteerub objekti kiiruse ja gravitatsiooni vaheline suhe selle kaudu, kuidas gravitatsioon põhjustab objekti kiirendamist, ja kiirendus tulemuseks on kiiruse suurenemine. Kuid tegelikkuses mõjutavad objekti tegelikku kiirust ka muud tegurid, nagu õhutõke.