Dlaczego wszystkie ciała spadają z tą samą prędkością?

Dlaczego wszystkie przedmioty spadają na Ziemię z jednakową prędkością? Wyjaśnienie!

Wiesz co, zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego ta jabłko zawsze spada na ziemię? No i dlaczego każde inne gówno też? To jest w sumie proste, ale jak się głębiej w to wpatrzeć, to robi się ciekawie.

Sprawa jest taka: jeśli wywalimy z równania opór powietrza, to wszystko, bez względu na wagę, leci na dół tak samo szybko. Ot, magia grawitacji. Serio. Pamiętam, jak na fizyce w liceum próbowaliśmy to udowodnić, rzucając różnymi rzeczami z okna. Zeszyt leciał wolniej niż klucz, wiadomo, ale w próżni… historia inna.

Pomyśl o kuli. Im większa, tym większy opór, ale też tym większa masa. I tu zaczyna się robić… hm… intrygująco. Siła oporu niby zależy od powierzchni, a masa od objętości, ale to wszystko tak naprawdę zależy od wielu rzeczy.

Wiesz, jak raz na wakacjach w Mielnie (sierpień 2015, kosztowało mnie to chyba z 50 zł) próbowałem z kumplem zbudować zamek z piasku i obliczyć, jak szybko się zawali, to właśnie te wszystkie czynniki wchodziły w grę. I wiesz co? Obliczenia to jedno, a życie to drugie. Wiatr zawiał i po zamku. Podobnie jest z tym spadaniem. Teoria spoko, ale praktyka potrafi zaskoczyć.

Dlaczego ciała spadają?

Dlaczego ciała spadają? Bo Ziemia ma na nie ochotę! A dokładniej, działa na nie siła grawitacji – niezwykle romantyczna siła, która, jak wiemy, nie zna słowa „nie”. To ona, ta niewidzialna amantka, ciągnie wszystko w dół, niczym w walcu z diabłem.

• Grawitacja: To ta niewidzialna ręka, która sprawdza, czy wciąż jesteśmy na ziemi. Właściwie to nie ręka, a bardziej taka… kosmiczna pajęczyna, skrzętnie i bezlitośnie wszystko przyciągająca. My, biedni motylki, wpadamy w jej sidła.

• Przyspieszenie ziemskie (około 9,81 m/s² w 2024 roku): To tempo, w jakim grawitacja nas “ściska”. Wyobraź sobie, że to twoja babcia, która mocno przytula, tylko zamiast miłego uścisku, dostajesz przyspieszenie. Miłe, prawda? Nie? No właśnie.

• Spadek swobodny: To elegancka nazwa na to, jak grawitacja nas potraktuje, kiedy skoczymy z klifu (nie róbcie tego!). To taki balet śmierci z grawitacją w roli głównej – ale z fatalnym zakończeniem, o ile nie ma poduszki.

Pomyślmy o tym tak: grawitacja to taka kosmiczna huśtawka. Zawsze wracamy do punktu wyjścia, czyli na ziemię. Nawet ja, Jan Kowalski, z moim 185 cm wzrostu i wagą 85 kg, nie mogę jej oszukać.

Moja ciocia Halina twierdzi, że to wina złej karmy z poprzedniego życia. Ale ja w to nie wierzę. Wierzę w naukę, a nauka mówi: grawitacja. Koniec kropka.

Dodatkowe info: Przyspieszenie ziemskie nie jest stałe na całej Ziemi. Zależy od szerokości geograficznej i wysokości nad poziomem morza. A co jeśli Ziemia nagle straciła by grawitację? To wtedy ja, Jan Kowalski, poleciałbym w kosmos, co by było niezłym przeżyciem. Ale na razie pozostaję na ziemi.

Od czego zależy szybkość spadania ciał?

Szybkość spadania ciał zależy od dwóch głównych czynników:

1. Siły grawitacji: To fundament. Im silniejsza grawitacja, tym szybciej ciało spada. Na Ziemi, wartość przyspieszenia ziemskiego wynosi około 9,8 m/s². Różnice w grawitacji na różnych szerokościach geograficznych są niewielkie, ale istnieją. Można je obliczyć korzystając ze wzorów uwzględniających kształt Ziemi (geoida). W przestrzeni kosmicznej, z dala od planet i gwiazd, siła grawitacji jest bliska zeru, a swobodny spadek nie występuje w takim sensie, jak na Ziemi. To fascynujące, jak prosta siła tak głęboko wpływa na nasz świat.

2. Opór powietrza: To element bardziej złożony, zależny od wielu parametrów. W próżni, gdzie opór powietrza jest nieobecny, wszystkie ciała spadają z tym samym przyspieszeniem – zasada Galileusza. W rzeczywistości, opór powietrza zależy od kształtu, wielkości i masy spadającego obiektu, a także od gęstości i lepkości powietrza. Można to wyliczyć z prawa Stokesa, ale trzeba pamiętać, że jest to model uproszczony – Anna Nowak, moja koleżanka z fizyki, właśnie nad tym pracuje w swoim doktoracie.

Wniosek: W codziennych obserwacjach, opór powietrza znacząco wpływa na szybkość spadania różnych obiektów. Piórko spada wolniej niż kamień, a to właśnie przez ten opór. Dlatego, aby uzyskać prawdziwą, niezakłóconą grawitacją szybkość, trzeba eksperyment przeprowadzić w próżni.

Dodatkowe informacje:

• Różnice w grawitacji: Ziemia nie jest idealną kulą, więc przyspieszenie ziemskie (g) nie jest wszędzie takie same. Wariacje są niewielkie, ale mierzalne.
• Opór powietrza i liczba Reynoldsa: Zależność oporu powietrza od kształtu i prędkości jest skomplikowana i często opisywana za pomocą liczby Reynoldsa.
• Swobodny spadek a ruch jednostajnie przyspieszony: Swobodny spadek w próżni jest przykładem ruchu jednostajnie przyspieszonego, z przyspieszeniem równym g.

Czy masa ciała ma wpływ na prędkość spadania?

No jasne, że masa ma wpływ, ale nie tak, jak byś myślał, ty matołku! Jakbyś rzucił piórko i młotek, to młotek szybciej wpadnie do piachu. A czemu? Bo opór powietrza! To jest jak z moim sąsiadem, Staszkiem, co ma tyłek jak beczka – spada wolniej niż ja, bo ma większy opór powietrza.

Spadanie swobodne? Buahahahaha! W teorii tak, w praktyce – nie ma szans! To jak z tymi “idealnymi” modelami w książkach – tylko w bajkach!

• Masa: W próżni, czyli bez powietrza, by spadło tak samo szybko, jak mówi fizyka. Ale na Ziemi, rzeczywistość jest brutalna. Jak mój szwagier po wypiciu 10 piw.
• Opór powietrza: To największy wróg prędkości spadania. Jak muchy w smole. Im większy opór, tym wolniej leci.
• Kształt: Ważny też! Parafrazując klasyka: “Spadaj, ale ładnie!”

Przyspieszenie ziemskie (g = 9,81 m/s²): To tylko teoria, chłopcze! W rzeczywistości to zależy od wielu czynników, jak od humoru tego, co mierzy. Czasem jest 9,80, a czasem 9,82 – różnica niewielka, ale jest! Jasne jak słońce.

Dodatkowe info: W 2024 roku, moja ciocia Zofia robiła eksperymenty z ziemniakami i kulkami do bowlingu. Ziemniaki spadały wolniej – dzięki oporności. Proste jak drut!

Czy wszystkie ciała spadają w próżni?

Próżnia. To klucz.

• W próżni – tak. Bez oporu.
• Na Ziemi – zawsze coś przeszkadza. Powietrze.

Spadek swobodny to czysta fizyka. Bez zakłóceń. Prawo grawitacji w akcji.

Dodatkowe informacje: Kontakt do mnie Anna Kowalska, [email protected]

Od czego zależy spadanie ciał?

Spadek ciał… siedzę tu, w ciemności, i myślę o tym. Głupie pytanie, a jednak… w głowie mi się miesza. No więc, od czego to zależy?

• Grawitacja, jasne. To oczywiste, ciągnie wszystko w dół. 9,81 m/s², pamiętam z fizyki. W szkole, w 2023 roku, pani Kowalska nam to tłumaczyła. To takie… nieuniknione. Jak los.

• Wysokość. Im wyżej, tym dłużej spada. Logiczne. Z balkonu mojego mieszkania na trzecim piętrze, przy ul. Kwiatowej 12/4, kamyk spada szybciej niż z dziesiątego piętra. To proste. A jednak…

• Opór powietrza. To już trudniejsze. Pamiętam, jak kiedyś, jako dziecko, puszczałem piórko i kamień. Kamień szybciej spadł. Bo piórko… latało. Opór powietrza, mówiła pani Kowalska. Zależy od kształtu i masy. Duży opór, wolniej spada.

A co, jeśli… jeśli weźmiemy pod uwagę coś więcej? Czuję się dziś strasznie melancholijnie. Wiesz, jakby samo życie było tym spadającym ciałem… i nie wiadomo, co czeka na dole. Tylko ta przeklęta grawitacja.

Dodatkowe informacje (bardziej osobiste):

List do mojego brata, który wysłał mi kiedyś link do tej strony z fizyką. Teraz siedzę i o tym myślę. On zawsze był taki mądry. Ja… nie wiem. Zawsze miałem z tym problem. Zrozumieniem, znaczy.

Czy spadanie zależy od masy?

No jasne, że masa nie ma nic do gadania! Jakby co, zapraszam na priv, bo mam wujka Mietka, co na fizyce zjadł wszystkie rozumy… i kotleta schabowego.

Spadanie? To jak z promocją w Biedronce – wszystko leci na ryj z równym przyspieszeniem, chyba że masz opory powietrza, to wtedy już inna para kaloszy.

Co warto wiedzieć (i zapamiętać, bo pani Krysia od fizyki znowu będzie pytać):

• Spadanie swobodne to taki szybki zjazd bez hamulców, tylko zamiast wódeczki – grawitacja!
• Przyspieszenie ziemskie to taka stała, że aż się nudzi. Niby 9,81 m/s2, ale zaokrąglamy do 10 m/s2, bo po co się męczyć, nie?

I wiesz co? Jakby co, to nie ja Ci to powiedziałem, tylko sam Einstein mi się przyśnił!

Czy cięższe przedmioty spadają szybciej?

Nie. Wiesz, tak myślę teraz… kiedyś, w liceum im. Tadeusza Kościuszki w Toruniu, na fizyce… jakoś to inaczej brzmiało.

• Pamiętam, profesor Nowak mówił coś o przyspieszeniu ziemskim.
• Że wszystko spada tak samo… mniej więcej. 9.81 m/s² jakoś tak…

A wiesz, co jest dziwne? Że w to wierzę, ale… no jakby coś ciężkiego, na przykład słoik ogórków babci, to spadłoby chyba szybciej niż piórko, nie? Logiczne… ale może to tylko opór powietrza. No nic, za dużo myślę. Idę spać.

Czy waga ma wpływ na prędkość spadania?

Waga nie wpływa na prędkość spadania. Decyduje opór powietrza, nie masa.

• Spadanie swobodne: Ruch jednostajnie przyspieszony. Anna Kowalska z fizyki to potwierdzi.
• Przyspieszenie ziemskie:g = 9.81 m/s². Blisko Ziemi wszystko spada tak samo.
• Opór: Im większa powierzchnia, tym wolniej. Jak kartka papieru kontra kulka.

PS. Ignoruj plotki. Fizyka to fakty.

Jaką prędkość osiągnie osoba spadająca swobodnie?

O rany, pamiętam, jak kiedyś skakałam na bungee. To było nad jeziorem Czorsztyńskim w wakacje 2015. Myślałam, że umrę ze strachu! Niby wiedziałam, że lina mnie zatrzyma, ale ten moment, kiedy lecisz w dół… masakra.

Zastanawiałam się wtedy, jaka prędkość osiągnę? Pewnie nie taką jak profesjonalni spadochroniarze, ale i tak wystarczającą, żeby poczuć potęgę grawitacji. Potem w internecie wyczytałam, że taka osoba lecąca “na brzuchu”, jak to napisali, osiąga około 200 km/h! Szok!

• Wyobraź sobie, co czuje taki ptak!
• Albo Felix Baumgartner skaczący z kosmosu! (ale to inna bajka 😛 )
• Ja tam wolę jednak bardziej kontrolowane zjazdy.

Wracając do skoku – pamiętam ten dziwny szum w uszach i uczucie, jakby mi się oczy miały wywrócić na drugą stronę. Dobrze, że lina zadziałała, bo bym teraz tego nie pisała! A potem ten nagły skok adrenaliny – uczucie nie do opisania! Chociaż, przyznam się szczerze, chyba już nigdy więcej się na to nie zdecyduję. Raz wystarczy.

Dodatkowo, po powrocie do domu dowiedziałam się, że Marek, instruktor bungee jumping, jest podobno rekordzistą w skokach ekstremalnych! No, ale co się dziwić, jak on tam pracuje dzień w dzień…

#Grawitacja Ziemska #Masa Ciała #Spadanie Ciał