מהו הקשר בין מהירות האובייקט לכוח הכובד שלו

הקשר בין מהירותו של גוף לבין כוח המשיכה ניתן להבין מחוקי התנועה של ניוטון והמושג של נפילה חופשית.

ראשית, כוח המשיכה הוא כוח; זהו המשיכה המופעלת על גופים על ידי כדור הארץ. בסמוך לפני כדור הארץ, הכוח הזה הוא בערך 9.8 מטרים לשנייה בריבוע (m/s²). כאשר גוף נתון רק לכוח המשיכה, הוא יתאיץ כלפי הקרקע. האצה זו ידועה כהאצה הנגרמת על ידי כוח המשיכה.

מהירות הגוף היא תוצאה של ההאצה שנגרמת מכוחות הפועלים עליו. אם גוף מתחיל לנפול חופשית ממנוחה, מהירותו תגדל עם הזמן מכיוון שכוח המשיכה מתמיד בהאצת הגוף. לפי פיזיקה, המהירות v יכולה לחושב באמצעות הקשר הבא:

v=gt+v0

 v היא המהירות הסופית,

g היא ההאצה הנגרמת על ידי כוח המשיכה (בערך 9.8 m/s² בכדור הארץ),

t הוא הזמן שחלף,

v0 היא המהירות ההתחלתית.

עבור נפילה חופשית, המהירות ההתחלתית v0 היא בדרך כלל אפס (אם הגוף מתחיל לנפול ממנוחה), כך שהמשוואה מצטמצמת ל:

v=gt

זה אומר שביעדר כוחות אחרים כגון עיכוב אוויר, מהירות הגוף תגדל באופן פרופורציונלי בזמן.

עם זאת, במציאות, עיכוב האוויר משפיע על מהירות הגוף. ככל שמהירות הגוף גדלה, גם עיכוב האוויר גדל עד שהוא שווה לכוח המשיכה, בנקודה זו הגוף נופל במהירות קבועה. מהירות זו ידועה כמהירות סופית.

לסיכום, הקשר בין מהירותו של גוף לבין כוח המשיכה מתבטא בכך שכוח המשיכה גורם לגוף להתאץ, וההאצה מובילה לעלייה במהירות. עם זאת, בעולם האמיתי, גורמים כמו עיכוב אוויר משפיעים גם הם על המהירות האמיתית של הגוף.