Vaba langemine

Allikas: Vikipeedia

Vaba langemine on liikumine raskusjõu toimel õhutühjas ruumis (vaakumis). Kõik kehad langevad õhutühjas ruumis ühesuguse kiirendusega, mis ei sõltu ei keha massist, materjalist ega kujust.

Vaba langemise kiirendus tähistatakse tähega g. Kerakujulise ja kerasümmeetrilise massijaotusega keha korral on raskuskiirendus kera pinnal arvutatav valemiga, mis tuleneb otseselt Newtoni gravitatsiooniseadusest:

g=G\frac{M}{R^2}

kus G on gravitatsioonikonstant, M on kera mass ja R on kera raadius. Planeete, tähti jm taevakehi (sh Maa, Kuu jne) saab üsna täpselt kirjeldada sellise mudeliga.

Raskuskiirenduse ligikaudne väärtus Maa pinnal on 9,8 m/s2. Raskuskiirendus väheneb kõrguse kasvades merepinnast ning oleneb laiuskraadist: ekvaatoril g~9,78 m/s2, poolustel g~9,83 m/s2. Raskuskiirenduse standardiseeritud ehk nominaalväärtuseks Maa pinnal loetakse 9,80665 m/s2.

Õhus langevate kehade tegelik kiirendus võib erineda raskuskiirendusest, sest neile avaldab mõju ka õhutakistus. Õhutakistuse mõju on kõige ilmsem siis, kui langev objekt on ühteaegu võrdlemisi kerge ja samas suurte mõõtmetega (paberileht, udusulg vms).

Vaba langemise aeg ei sõltu sellest, kas keha võtab osa ka horisontaal-liikumisest. Vaba langemise aeg sõltub ainult raskuskiirendusest (g) ja keha algkõrgusest maapinnalt (h0):

t=\sqrt{\frac{2h_0}{g}}