Przyspieszenie ziemskie – przyspieszenie grawitacyjne ciał swobodnie spadających na Ziemię , bez oporów ruchu.

Pomijając przyspieszenie wywołane ruchem obrotowym ciała niebieskiego, przyjmuje się, że jest równe natężeniu pola grawitacyjnego Ziemi. Jednostkami przyspieszenia ziemskiego są jednostki przyspieszenia:

Przyspieszenie normalne

Do obliczeń nie wymagających bardzo wysokiej precyzji przyjmuje się tzw. przyspieszenie ziemskie normalne, oznaczane g_n:

Wartość ta została przyjęta przez 3 Generalną Konferencję Miar i Wag w 1901 roku ^[1]. Odpowiada ona ziemskiemu przyspieszeniu grawitacyjnemu na poziomie morza na szerokości geograficznej około 45,5°.

Zmienność przyspieszenia ziemskiego

Wartość przyspieszenia ziemskiego zależy od szerokości geograficznej oraz wysokości nad poziomem morza . Wraz z wysokością przyspieszenie maleje odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości do środka Ziemi i jest wynikiem zmniejszania się siły grawitacji zgodnie z prawem powszechnego ciążenia . Zmniejszanie się przyspieszenia ziemskiego wraz z zmniejszaniem szerokości geograficznej jest spowodowane działaniem pozornej siły odśrodkowej , która powstaje na skutek ruchu obrotowego Ziemi. Ponieważ siła ta jest proporcjonalna do odległości od osi obrotu, stąd największą wartość osiąga na równiku. Ponieważ siła odśrodkowa ma tu zwrot przeciwny do siły grawitacji, przyspieszenie ziemskie na równiku osiąga najmniejszą wartość. Dodatkowe zmniejszenie przyspieszenia ziemskiego w okolicach równika spowodowane jest spłaszczeniem Ziemi (większą odległością od środka Ziemi).

Nie obserwuje się zależności przyspieszenia ziemskiego od długości geograficznej .

Przybliżoną zależność przyspieszenia ziemskiego, z uwzględnieniem podanych efektów, podaje wzór:

gdzie:

h – wysokość nad poziomem morza [m],

φ – szerokość geograficzna [°].

Anomalie grawitacyjne

Zmiany przyspieszenia ziemskiego wokół Antarktydy

Poza ruchem obrotowym Ziemi i jej niesferycznym elipsoidalnym kształtem, również inne czynniki powodują zróżnicowanie przyspieszenia ziemskiego. Dokładne jego pomiary wykazują wahania wartości, w zależności od położenia. Jest to spowodowane między innymi różnicami w rzeźbie terenu , gęstości skał podłoża i rozkładzie tej gęstości w skorupie ziemskiej . Pewną zmienność przyspieszenia grawitacyjnego w czasie powoduje oddziaływanie innych ciał Układu Słonecznego , przede wszystkim Księżyca i Słońca .

Sposoby wyznaczania przyspieszenia ziemskiego

• spadek swobodny – eksperyment Galileusza .
• wahadło matematyczne
• wahadło rewersyjne

Wartość przyspieszenia grawitacyjnego dla planet

Pomijając zazwyczaj stosunkowo niewielkie przyspieszenie odśrodkowe związane ruchem obrotowym planety, wartość przyspieszenia grawitacyjnego jest równa natężeniu pola grawitacyjnego i można obliczyć ją dla każdego ciała astronomicznego o znanej jego masie i promieniu

gdzie:

• G – stała grawitacji ,
• M – masa ciała niebieskiego,
• R – promień planety.

Zobacz też

• opór aerodynamiczny

Przypisy