Почему тяжелые вещи труднее поднимать?

Согласно нескольким веб-сайтам, любой объект в свободном падении (без сопротивления воздуха) на Земле будет ускоряться по направлению к Земле со скоростью 9,8 м/с. Если все объекты падают на Землю с одинаковой скоростью, независимо от их массы, то почему более тяжелый объект труднее оттолкнуть от Земли, чем более легкий?

Обратите внимание, что оба текущих ответа содержат ту же (небольшую) ошибку, что и этот вопрос: ускорение составляет 9,8 м/с^2. м/с — единица скорости, м/с^2 — единица ускорения.

Ответы (3)

Когда вы поднимаете объект, вы прилагаете силу, которая уравновешивает силу тяжести на объекте. К

Ф "=" м г
где g — ускорение свободного падения, вы видите, что большая масса вызывает большую гравитационную силу, которая должна быть уравновешена силой, которую вы прикладываете к объекту, удерживая его или поднимая с постоянной скоростью.

Используя более общий закон тяготения Ньютона,

Ф "=" г М м р 2
с г гравитационная постоянная, р разделение и М и м две массы мы можем переставить для объекта в гравитационном притяжении Земли:
Ф "=" г М Е а р т час р 2 м

Если мы аппроксимируем это, говоря, что объект находится очень близко к Земле и его масса близка к нулю, первая часть формулы зависит только от физических свойств Земли и, следовательно, становится константой:

г "=" г М Е а р т час р 2

Мы видим, что

г "=" 6,67 × 10 11 5,97 × 10 24 ( 6,37 × 10 6 ) 2 Н м 2 к г 2 к г м 2 "=" 9,81 Н к г "=" 9,81 м с

Итак, ускорение под действием силы тяжести зависит только от массы и радиуса планеты (с нашими предположениями), но сила, которую вам нужно приложить, чтобы уравновесить гравитацию, зависит от массы объекта, который вы пытаетесь удержать.

Ускорение любого тела под действием силы тяжести равно г "=" 9,8 м / с и эта константа не зависит от массы объекта (или скорости объекта или чего-либо еще в этом отношении, пока вы находитесь на земле или рядом с ней). Оттолкнуть объект от земли — это отдельная история. Хотя ускорение объектов по направлению к Земле не зависит от их массы, их вес зависит. Вт е я г час т "=" Ф "=" м г . Два мяча, один из стали и один из хлопка, падая на землю, будут ускоряться с одинаковой скоростью, но оба ударятся вам по голове с разным эффектом. Короче толкать сложнее( Вт "=" Ф "=" м г ) более тяжелый объект, потому что он имеет большую массу, но ускорение всегда просто г "=" 9,8 м / с . Ускорение вместе с массой вызывает вес.

Падающий объект на самом деле создает равную и противоположную гравитационную силу, притягивающую нашу Мать-Землю. Эффект незаметен, потому что земля такая массивная, и земля не жалуется словесно, как это делают остальные из нас. Вы даже увидите, как массивные объекты воздействуют на нее во время удара.