Ускорение свободного падения ( ) не является константой и действительно изменяется в зависимости от географической широты и высоты над уровнем моря. Эти изменения обусловлены формой Земли, её вращением и распределением массы. 1. Зависимость от широты местности Ускорение свободного падения увеличивается при движении от экватора к полюсам. На экваторе м/с², а на полюсах — м/с². Это происходит по двум основным причинам:
- Геометрическая форма Земли: Земля не является идеальным шаром; она сплюснута у полюсов и выпукла у экватора (геоид). Экваториальный радиус примерно на 21 километр больше полярного. Согласно закону всемирного тяготения, сила притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния до центра массы. Следовательно, на полюсах, где поверхность ближе к центру Земли, притяжение сильнее.
- Центробежная сила: Земля вращается вокруг своей оси. В системе отсчета, связанной с Землей, на любое тело действует центробежная сила инерции, направленная от оси вращения. Эта сила максимальна на экваторе и равна нулю на полюсах. Она направлена противоположно силе тяжести, тем самым «уменьшая» итоговое значение .
2. Зависимость от высоты над поверхностью Земли С увеличением высоты над уровнем моря ускорение свободного падения уменьшается.
- Удаление от центра массы: Чем выше объект находится над поверхностью, тем больше расстояние между ним и центром Земли. Формула для расчета на высоте выглядит следующим образом:
Где:- — гравитационная постоянная; — масса Земли; — радиус Земли; — высота над поверхностью.
3. Влияние плотности земной коры Помимо широты и высоты, на локальное значение влияют гравитационные аномалии. В местах, где в земной коре залегают плотные горные породы или тяжелые руды, значение будет чуть выше среднего. Над океаническими впадинами или в районах с менее плотными породами оно будет ниже. Сводная таблица факторов
| Фактор | Изменение параметра | Влияние на | Причина |
|---|---|---|---|
| Широта | От экватора к полюсу | Увеличивается | Сплюснутость Земли и исчезновение центробежной силы |
| Высота | При подъеме вверх | Уменьшается | Увеличение расстояния до центра массы планеты |
| Рельеф | Плотные породы в недрах | Увеличивается | Локальное увеличение массы под объектом |
Я могу рассчитать точное значение ускорения свободного падения для конкретной высоты и широты по вашим параметрам.