Mikä on painovoiman kiihtyvyys?

Kaikki esineet, koosta riippumatta, putoavat samalla nopeudella: painovoiman kiihtyvyydellä. Tämä on nopeus, jolla esine putoaa vapaasti. Eli se on nopeus, jolla esine kiihtyy kohti Maan keskustaa. Tämä arvo ei ole vakio, vaan muuttuu vapaasti putoavan kohteen sijainnin mukaan.
Maapallolla painovoiman kiihtyvyys on noin 32.2 jalkaa/s2 (9.8 m/s2). Tämä tarkoittaa, että esine kiihtyy 32.2 jalkaa sekunnissa (9.8 m/s) jokaista sekuntia kohti. Toisin sanoen mitä kauemmin esine putoaa, sitä nopeammin se putoaa. Ajattele sitä autona, joka kiihtyy jatkuvasti. Auto jatkui nopeammin ja nopeammin mitä pidempään sillä ajettiin. Vastaavasti kolme sekuntia putoava esine kulkee nopeammin kuin yhden sekunnin putoava esine.

Tämä kiihtyvyys riippuu suurelta osin pinnasta, jota kohden kohde putoaa. Monet meistä kokevat painovoiman vain, kun se liittyy Maahan, mutta määrä muuttuu dramaattisesti, jos olisimme toisessa taivaankappaleessa. Painovoiman kiihtyvyys on paljon pienempi esimerkiksi kuussa. Itse asiassa se on kuudesosa Maan arvosta, arvo on noin 5.3 ft/s2 (1.6 m/s2). Esine putoaa kuuta kohti paljon hitaammin.

Yhtälön, g=GM/R2, avulla voidaan laskea avaruuden eri kohteiden painovoiman kiihtyvyys. Yhtälössä g on painovoima, G on gravitaatiovakio, R on planeetan säde ja M on planeetan massa. Laskelmia tehdessään fyysikot ovat päättäneet, että painovoiman kiihtyvyys Jupiterilla on noin 85.3 jalkaa/s2 (26 m/s2). Pluton arvo sen sijaan on 2 ft/s2 (0.61 m/s2). Voit nähdä, että planeetoilla, joilla on suurempi massa, on suurempi painovoiman kiihtyvyys kuin planeetoilla, joilla on pienempi massa.

Jos maailma olisi tyhjiö, nämä arvot edustaisivat todellista elämää. Kuussa ilma on tyhjiö, joten esineet putoavat maahan kuun painovoiman kiihtyessä. Maapallolla meillä on kuitenkin ilmanvastus – voima, jonka ilma painaa esinettä vasten sen putoaessa. Tämä on syy siihen, että höyhen kelluu maahan samalla kun keilapallo putoaa, vaikka painovoima vaikuttaa molempiin esineisiin samalla tavalla. Jotta kohteen putoamisnopeus voidaan laskea tarkasti, on otettava huomioon ilmanvastus.