Зависит ли ускорение свободного падения от широты местности высоты от поверхности земли если зависит то почему

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Ускорение свободного падения ( gg) 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 g9,78g is approximately equal to 9 comma 78 м/с², а на полюсах — g9,83g is approximately equal to 9 comma 83 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 gg.

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 Rcap R между ним и центром Земли. Формула для расчета gg на высоте hh выглядит следующим образом:
    g=GM(R+h)2g equals cap G the fraction with numerator cap M and denominator open paren cap R plus h close paren squared end-fraction Где:
    • Gcap G — гравитационная постоянная; Mcap M — масса Земли; Rcap R — радиус Земли; hh — высота над поверхностью.
    Практическое значение: При небольших подъемах (например, на несколько километров) это изменение незначительно для бытовых расчетов, но оно становится критическим при запуске космических аппаратов и работе систем спутниковой навигации.

3. Влияние плотности земной коры Помимо широты и высоты, на локальное значение gg влияют гравитационные аномалии. В местах, где в земной коре залегают плотные горные породы или тяжелые руды, значение gg будет чуть выше среднего. Над океаническими впадинами или в районах с менее плотными породами оно будет ниже. Сводная таблица факторов

Фактор Изменение параметраВлияние на ggПричина
ШиротаОт экватора к полюсуУвеличиваетсяСплюснутость Земли и исчезновение центробежной силы
ВысотаПри подъеме вверхУменьшаетсяУвеличение расстояния до центра массы планеты
РельефПлотные породы в недрахУвеличиваетсяЛокальное увеличение массы под объектом

Я могу рассчитать точное значение ускорения свободного падения для конкретной высоты и широты по вашим параметрам.

Форма ответа

Ваш аватар