為什麼質量不同的物體在只考慮重力作用的情況下,從同一高度開始做自由落體運動是同時著地的?

時間 2021-06-06 00:32:10

1樓:

從題目的表述中就可以看出問題所在。

「不受外力的自由落體」是什麼?重力是不是外力?

重力恰好與質量成正比,從而他們之間的比值,也就是加速度是乙個定值。

2樓:皮皮

質量越大的物體保持原有的運動狀態的能力越強並不是時間越長

這種能力是通過不同質量物體面對同樣大小的外力加速度不同而體現的(牛頓第二定律)

慣性只是一種性質並不直接影響物體的運動狀態只有物體受到的和外力才會所以在你描述的這個題中如果從同一高度開始下落物體都只受自身重力加速度均為G 所以都是乙個初速為0加速度為G的勻加速直線運動當然會同時落地

3樓:烤羚羊

如果這是個高中物理考試題,想必標準答案大致會是:產生加速度的重力與質量成正比;根據牛頓第二定律,加速度又跟物體質量成反比。如此一來,自由落體加速度與物體質量無關,因此從相同高度同時釋放的物體會同時落地。

在考慮物理運動狀態的改變時,物體的質量是乙個影響因素,物體受到的力也是乙個不能不考慮的因素。大質量物體儘管慣性比小質量物體大,但它受到的重力也大,所以運動狀態的變化率並不吃虧。

在很多關於經典物理學的科學史科普中,都能找到這麼乙個很有意思的邏輯推理,這個思維實驗大概是伽利略早在15XX年就想到的。如果質量大的物體下落更快,就會導致邏輯上的矛盾。

假想兩個質量不同的物體,不妨稱質量較大的叫 A,質量較小的叫 B。我們現在來想象,如果把 A 和 B 捆在一起作自由落體會發生什麼?一方面,如果把 A 和 B 分別釋放作自由落體,那麼根據假定,B 相較於 A 落得更慢。

綁在一起時,B 就跟拖油瓶似的,會拖慢 A 的速度;而 B 傍上了 A 的大腿,現在會比自己獨自下落時來得更快一些。所以 A 和 B 一起下落的耗時少於 B 單獨下落的耗時,卻又大於 A 單獨下落的耗時。但是另一方面,兩個傢伙綁在一起,作為整體而言,質量比單獨的 A 和 B 都大,因此下落得應該比 A 更快,所以耗時應該小於 A 單獨下落的耗時。

由此引出邏輯矛盾。只有接受自由落體加速度是跟物體質量無關的常數,才不會導致這樣的悖論。

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