תאוצת הכובד
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
תאוצת הכובד של גוף היא קצב השינוי במהירות שיחווה כל גוף אשר יהיה במצב של נפילה חופשית הנמצא בשדה כבידה. תאוצת הכובד אינה תלויה במסת הגוף הנופל, אך היא תלויה ביחס ישר במסת הגוף המפעיל את הכח. נהוג לסמן את תאוצת הכובד באות g, וערכה על פני כדור הארץ הוא בקירוב 9.81 מטר לשנייה בריבוע (הערך המדויק תלוי בקו הרוחב, עקב סיבוב כדור הארץ סביב צירו ועקב פחיסות כדור הארץ). יש לשים לב כי תאוצת הכובד מתייחסת לתאוצה הנגרמת על ידי כוח הכובד בלבד ואינה מביאה בחשבון התנגדות אוויר וגורמים אחרים.
הנוסחה המלאה לחישוב תאוצת הכובד על פניו של גוף כדורי היא
,
כאשר G הוא קבוע הכבידה האוניברסלי, M היא מסת הגוף המפיל ו-R הוא המרחק ממרכז הכובד שלו. נוסחה זו נובעת ישירות מחוק הכבידה של ניוטון.
גלילאו גליליי היה הראשון שטען כי המהירות בעת שזורקים גוף כלפי מעלה הולכת ופוחתת בקצב קבוע, בדיוק באותו הקצב שבו היא גדלה כאשר הגוף נופל. מה שמשנה את המהירות הוא בעצם הכוח שפועל על הגוף, אותו זיהה אחר כך אייזק ניוטון ככוח הכובד. עד גלילאו נהוג היה לחשוב, כי לכל חומר יש "מצב טבעי", לדוגמה: המצב הטבעי של כדור הוא לנוע מטה כלפי כדור הארץ, או של הכוכבים לנוע בצורה מעגלית. גישה זו נתמכה על ידי אריסטו.
תאוצת הנפילה החופשית איננה תלויה במסת הגוף הנופל אלא רק בעוצמת שדה הכבידה. תוצאה זו ידועה בשם "עקרון השקילות החלש" ועליה התבסס מאוחר יותר אלברט איינשטיין כאשר ניסח את "עקרון השקילות החזק" שהוא הבסיס לתורת היחסות הכללית. בכדור הארץ, תאוצת הנפילה החופשית מסומנת g והיא שווה בקירוב ל־9.81 מטר לשנייה בריבוע. ערכו המדויק של g משתנה ממקום למקום בהתאם לגובה מעל פני הים ולמיקום על פני כדור הארץ (למשל, הרים גבוהים גורמים לכוח כבידה חזק יותר בסביבתם), וזאת בגלל חוק הכבידה, הטוען כי שני גופים מושכים אחד את השני ביחס הפוך למרחק בריבוע ביניהם. זאת אומרת שכח הכובד פועל בצורה חלשה יותר על גוף שרחוק ממנו.
שני האסטרונאוטים הראשונים על הירח הדגימו לעיני מיליוני צופים על כדור-הארץ שזמן הנפילה אינו תלוי במסה. הם הטילו בו זמנית פטיש ונוצה על קרקע הירח והראו בבירור ששני הגופים נפלו בו זמנית על קרקע הירח חסר האטמוספירה.
