Vad är sambandet mellan ett objekts hastighet och dess gravitationskraft?

Förhållandet mellan ett objekts hastighet och gravitation kan förstås utifrån Newtons rörelselagar och konceptet fri fall.

Först och främst är gravitation en kraft; det är den attraktion som jorden utövar på objekt. När man befinner sig nära jordens yta är denna kraft ungefär 9,8 meter per sekund i kvadrat (m/s²). När ett objekt utsätts endast för gravitation kommer det att accelerera mot marken. Denna acceleration kallas acceleration orsakad av gravitation.

Ett objekts hastighet är resultatet av accelerationen som orsakas av krafter som verkar på det. Om ett objekt börjar falla fritt från vila, kommer dess hastighet att öka med tiden eftersom gravitationen ständigt accelererar objektet. Enligt fysiken kan hastigheten v beräknas med följande samband:

v=gt+v0

 v är den slutgiltiga hastigheten,

g är accelerationen orsakad av gravitation (ungefär 9,8 m/s² på jorden),

t är den förflutna tiden,

v0är den initiala hastigheten.

Vid fri fall är den initiala hastigheten v0vanligtvis noll (om objektet börjar falla från vila), så ekvationen förenklas till:

v=gt

Detta betyder att, i frånvaro av andra krafter som luftmotstånd, kommer objektets hastighet att öka proportionellt med tiden.

I verkligheten påverkar dock luftmotstånd objektets hastighet. När objektets hastighet ökar, ökar också luftmotståndet tills det blir lika stort som gravitationskraften, vid vilket lag objektet faller med konstant hastighet. Denna hastighet kallas terminalhastighet.

Sammanfattningsvis uttrycks förhållandet mellan ett objekts hastighet och gravitation i hur gravitationen orsakar att objektet accelererar, och acceleration resulterar i en ökning av hastigheten. I verkligheten påverkar dock faktorer som luftmotstånd det faktiska objektets hastighet.