När ett objekt faller mot jorden händer det mycket olika saker, allt från energiöverföringar till luftmotstånd till stigande hastighet och fart. Att förstå alla faktorer som spelas förbereder dig för att förstå en rad problem inom klassisk fysik, betydelsen av termer som momentum och naturen för att bevara energi. Den korta versionen är att när ett objekt faller mot Jorden, får det fart och fart, och dess kinetiska energi ökar när gravitationspotentialen faller, men denna förklaring hoppar över många viktiga detaljer.

TL; DR (för lång) ; Har inte läst)

När ett föremål faller mot jorden, accelererar det på grund av tyngdkraften och får fart och fart tills luftmotståndets uppåtgående kraft exakt balanserar den nedåtgående kraften på grund av objektets vikt under gravitation - en punkt som kallas terminal hastighet.

Gravitationspotentialenergi ett objekt har i början av ett fall omvandlas till kinetisk energi när det faller, och denna kinetiska energi går till att producera ljud, vilket orsakar objektet att studsa, och deformera eller bryta objektet när det slår i marken.
Hastighet, acceleration, kraft och fart |

Tyngdkraften får objekt att falla mot jorden. På hela planetens yta orsakar tyngdkraften en konstant acceleration på 9,8 m /s ^{2, vanligtvis med tanke på symbolen g
. Detta varierar någonsin så lite beroende på var du är (det är cirka 9,78 m /s 2 vid ekvatorn och 9,83 m /s 2 vid polerna), men det förblir stort sett lika över ytan. Denna acceleration får objektet att öka i hastighet med 9,8 meter per sekund varje sekund det faller under tyngdkraften.}

Momentum ( p
) är nära kopplat till hastighet ( v
) genom ekvationen p
\u003d mv
, så objektet får fart under hela sitt fall. Objektets massa påverkar inte hur snabbt det faller under tyngdkraften, men massiva föremål har mer fart på samma hastighet på grund av detta förhållande.

Kraften ( F
) som verkar på objektet visas i Newtons andra lag, som säger F
\u003d ma
, så kraften \u003d massa × acceleration. I detta fall beror accelerationen på tyngdkraften, så a
\u003d g,
vilket innebär att F
\u003d mg
, ekvationen för vikt.
Luftmotstånd och terminalhastighet

Jordens atmosfär spelar en roll i processen. Luften bromsar objektets fall på grund av luftmotstånd (i huvudsak kraften hos alla luftmolekyler som träffar det när det faller), och denna kraft ökar ju snabbare objektet faller. Detta fortsätter tills den når en punkt som kallas terminalhastighet, där den nedåtgående kraften på grund av objektets vikt exakt matchar den uppåtgående kraften på grund av luftmotstånd. När detta händer kan objektet inte accelerera längre och fortsätter att falla med den hastigheten tills det träffar marken.

På en kropp som vår måne, där det inte finns någon atmosfär, skulle denna process inte inträffa, och objektet skulle fortsätta att påskyndas på grund av tyngdkraften tills det träffade marken.
Energiöverföringar på ett fallande objekt

Ett alternativt sätt att tänka på vad som händer när ett objekt faller mot Jorden är i termer av energi . Innan det faller - om vi antar att det är stillastående - har objektet energi i form av gravitationspotential. Detta betyder att den har potential att ta upp mycket hastighet på grund av dess position relativt jordens yta. Om den är stationär är dess kinetiska energi noll. När objektet släpps omvandlas gravitationspotentialen gradvis till kinetisk energi när den tar fart. I avsaknad av luftmotstånd, vilket gör att viss energi går förlorad, skulle den kinetiska energin precis innan objektet slår marken vara densamma som den gravitationella potentiella energin som den hade på sin högsta punkt.
Vad händer när ett objekt träffar marken?

När objektet träffar marken måste den kinetiska energin gå någonstans, eftersom energi inte skapas eller förstörs, bara överförs. Om kollisionen är elastisk, vilket betyder att föremålet kan studsa, går mycket av energin till att få det att studsa upp igen. I alla verkliga kollisioner går energi förlorad när den träffar marken, en del av den skapar ett ljud och andra går till deformering eller till och med bryter objektet isär. Om kollisionen är fullständigt oelastisk, krossas eller krossas föremålet, och all energi går till att skapa ljudet och effekten på själva objektet.