Opbouwen van een betere Guinee en Feather

de Guinea en Feather is een van de belangrijkste experimenten in de klassieke natuurkunde en het is nog steeds vandaag uitgevoerd zoals een Hoorcollege demonstratie voor duizenden inleidende studenten natuurkunde. Het laat zien dat de zwaartekracht van de aarde alle objecten even versnelt, ongeacht massa dat wil zeggen dat een zwaar voorwerp (een Britse-guinea) en een lichte object (een feather) precies hetzelfde tempo zal vallen. Dit concept van uniforme zwaartekrachtversnelling werd voorgesteld door Galileo Galilei (1564-1642) en direct tegengesproken de vorige vordering door Aristoteles (384-322 v. Chr.) dat zwaardere objecten sneller vallen. Natuurlijk als u drop een munt en een veer in normale (atmosferische) omstandigheden, zal de munt de grond eerst raken. Maar Galileo redeneerde dat er was een andere kracht op het werk vertragen van de veer. Die kracht was luchtweerstand en Galileo beweerde dat alle objecten onder voorwaarden zonder luchtweerstand, even zou versnellen. Helaas bestonden de technieken voor het maken van een voldoende vacuüm niet op het moment om te bewijzen dat Galileo juiste.

Isaac Newton (1643-1727) bewezen wiskundig dat Galileo correct was. De wet van Newton van gravitatiewet Staten dat de aantrekkingskracht tussen twee objecten M en m een afstand r uit elkaar geplaatst (van Midden naar midden) wordt gegeven door F = ^GMm/_r² , waar G de gravitatieconstante is. Maar Newton's tweede wet bepaalt dat de kracht (F) op een object (m) is gerelateerd aan de versnelling (a) door F = ma. Het combineren van deze twee vergelijkingen krijgen we F = ^GMm/_r² = ma, of een ^GM= /_r². Dus, de zwaartekrachtversnelling van een object is alleen afhankelijk van de massa van de aarde (M), het afstand van de aarde center (r) en de gravitatieconstante G. We noemen deze versnelling als gevolg van zwaartekracht g tot distiguish van de versnelling als gevolg van enige andere kracht. De exacte waarde van g afhankelijk van de locatie en de lokale dichtheid van de aarde, maar standaard zwaartekracht wordt gedefinieerd als g = 9.80665 m/s².

Newton derde wet landen die troepen bestaan in gelijke en tegenover paren. Dit betekent dat voor een bepaalde kracht F₁ op een kleine massa m, wat resulteert in een versnelling een₁, de aarde ook ervaringen een kracht F₂ op massa M resulterend in een versnelling een₂. De totale versnelling van de aarde en de kleine massa m is alleen maar de som een₁ +₂ = G (M + m) / r². De massa van de aarde (5.98 x 10²⁴ kg) is echter veel vele ordes van grootte groter is dan de kleine massa m dus M + m is in essentie M en een₂ in wezen is 0. Als de wiskunde moeilijk zijn te lezen hier, check out de Wikipedia-artikelen over Universal Gravitation en aardse zwaartekracht.

Dit experiment werd zelfs uitgevoerd op de maan door Apollo 15 commandant David Scott met behulp van een geologische hamer van 1,32 kg en een 0.03 kg falcon veer (Falcon was de naam van de lunar module). Omdat er geen atmosfeer op de maan, de hamer en de veer landde op het maanoppervlak gelijktijdig. Dit werd live uitgezonden in 1971 en een link naar de video is hieronder.

Op een historische nota, de Guinee was de Britse gouden munten voor het eerst gebruikt in dit experiment en in de VS is het soms wel de Penny en Doezelaar. Veel huidige versies gebruiken een stuk gewone metaal in plaats van een munt, en een stuk papier in plaats van een veer.

Houd er rekening mee dat de titel foto uit de lijst van PIRA 200 demonstratie en copyright 1993 door de Universiteit van Minnesota en de Natuurkunde Instructional Resource vereniging. Volgens deze webpagina, is de afbeelding titel vrijgegeven voor non-profit educatieve gebruik alleen. Alle foto's gebruikt voor andere non-profit doeleinden, moeten behouden de handtekening van hun makers...