自由落體的方向是重力的方向還是萬有引力的方向?

重力和向心力都是引力分解出來的,自由落體的方嚮應該是引力的方向——朝向地心吧?那為什麼重力方向豎直於水平面,而不是引力方向豎直於水平面?


自由落體的方向是沿著重力方向,垂直於當地水平面豎直向下。引力指向地心。這兩個力看起來很接近,方向很接近,數值上也很接近。造成他們不完全相等是原因是地球在自傳,引力的一部分分力提供物體的向心力。所以說引力和重力的方向和數值都十分接近卻不完全相等。在地球上維度不同的地點,引力和重力的差別也不盡相同。

因為物體和地球同時自傳著,所以我們看到的「自由落體」其實是物體實際運動的「分運動」(不知道該用哪個術語)。這個「分運動」是摒除了物體繞地軸自轉的,所以,自由落體的方向,加速度都由重力提供了。

還有就是要看參考系了,在你的模型中認為地球是慣性系還是非慣性系。

以上。


這個要看你在哪個參考系裡了。。

地面參考系,那麼就是重力的方向,如果精細一點,還要再加上科氏力的效應。。

如果是地心參考系,那麼就是引力的方向,這也是你所知道的。。

╮(╯_╰)╭


水平面——本身就是由重力產生的啊。。

引力分解出來重力和向心力這個計算是高中物理的內容了,考慮維度在30°的位置,記得這個數值大約是0.01,相比於通常的重力的常數9.8,不算太小,但一般可以忽略

計算過程:

考慮北緯30°的地面上的小滑塊,在此處,引力的方向指向地心,向心力的方向指向旋轉的圓周的圓心

F_引=F_向+F_重 (哎嘿頭上的箭頭怎麼打,xrightarrow不好使啊)

因為小滑塊質量在等式兩邊都有,所以只需要算向心加速度就可以了

g_引=a_{向}+g_重 這兩個加法都是矢量加

北緯30°的位置上,跟著地球自轉的時候,對應的圓周運動半徑r有

r=R	imes cos(frac{pi}{6})=frac{sqrt{3}}{2}R=0.866R

F_向=m omega^2 r 向心加速度即 omega^2r ,角速度是每天一圈,即每秒鐘 frac{2pi}{86400}

由上式得向心加速度的數值為:

frac{4pi^2}{86400^2}*0.866*6371000=0.029

液這個數值果然和我記的沒差太多


地球是個自轉中的橢球,我把它畫得誇張一點。

黃色箭頭代表地表一物體受到地球的萬有引力,它指向地心。它可以分解成兩個分力:

  • 粉色箭頭代表物體隨地球自轉的向心力,它垂直於自轉軸;
  • 橙色箭頭代表重力,它垂直於地表,它的方向也就是平時所說的「下」,也是自由落體的方向。

實際上地球很接近球體,向心力也遠小於重力。有興趣的讀者可以估算一下重力是向心力的幾倍。


你這不是誤導人么?豎直向下是指與水平面垂直的方向啊!不一定指向地心!明白?


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