వేర్వేరు ద్రవ్యరాశి కలిగిన రెండు వస్తువులు చంద్రుని ఉపరితలం దగ్గర స్వేచ్ఛగా పడిపోతాయి

భావన :

స్వేచ్ఛా పతనం:

• ఒక వస్తువుపై మరే ఇతర శక్తులు పనిచేయకుండా కేవలం గురుత్వాకర్షణ ప్రభావంతో కదలడాన్ని స్వేచ్ఛా పతనం అంటారు.  ఒక వస్తువు స్వేచ్ఛా పతనంలో ఉన్నప్పుడు, అది గురుత్వాకర్షణ శక్తి కారణంగా వేగవంతం అవుతుంది మరియు దాని కదలికకు గాలి నిరోధం లేదా మరే ఇతర బలాలు ఆటంకం కలిగించవు.

వివరణ :

• వేర్వేరు ద్రవ్యరాశి కలిగిన రెండు వస్తువులు చంద్రుని ఉపరితలం (లేదా ఏదైనా ఖగోళ శరీరం) సమీపంలో స్వేచ్ఛగా పడిపోయినప్పుడు, అవి గురుత్వాకర్షణ కారణంగా అదే త్వరణాన్ని అనుభవిస్తాయి.
• ఎందుకంటే గురుత్వాకర్షణ వల్ల వచ్చే త్వరణం ఖగోళ శరీరం యొక్క ద్రవ్యరాశి మరియు దాని కేంద్రం నుండి దూరం మీద మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది.
• చంద్రుని ఉపరితలం దగ్గర, గురుత్వాకర్షణ కారణంగా త్వరణం వాటి ద్రవ్యరాశితో సంబంధం లేకుండా అన్ని వస్తువులకు సమానంగా ఉంటుంది.
• రెండు వస్తువులు ఒకే త్వరణాన్ని అనుభవిస్తున్నందున, అవి వాటి స్వేచ్ఛా పతనం సమయంలో ఏ క్షణంలోనైనా ఒకే వేగాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
• గాలి నిరోధకత వంటి వస్తువులపై ఇతర శక్తులు ఏవీ పనిచేయడం లేదని ఇది ఊహిస్తుంది.

 Key Points

త్వరణం: ఇతర శక్తులు లేనప్పుడు, భూమి యొక్క ఉపరితలం సమీపంలో స్వేచ్ఛా పతనంలో ఉన్న వస్తువులు గురుత్వాకర్షణ కారణంగా స్థిరమైన త్వరణాన్ని అనుభవిస్తాయి. భూమిపై, గురుత్వాకర్షణ కారణంగా త్వరణం సుమారుగా (9.8 మీ/సె2) భూమి మధ్యలో ఉంటుంది. స్థానాన్ని బట్టి ఈ విలువ కొద్దిగా మారవచ్చు.

వేగం: వస్తువు పడిపోయినప్పుడు, దాని వేగం పెరుగుతుంది. గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం వస్తువు యొక్క వేగంలో స్థిరమైన పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది.

త్వరణం యొక్క దిశ: గురుత్వాకర్షణ కారణంగా త్వరణం ఎల్లప్పుడూ ఖగోళ శరీరం యొక్క కేంద్రం వైపు (ఉదా, భూమి లేదా చంద్రుని కేంద్రం వైపు) దిశలో పనిచేస్తుంది.

ద్రవ్యరాశి యొక్క స్వాతంత్ర్యం: ఇతర శక్తులు లేనప్పుడు (వాయు నిరోధకత వంటివి), వస్తువు యొక్క ద్రవ్యరాశి దాని ఉచిత పతనం రేటును ప్రభావితం చేయదు. వివిధ ద్రవ్యరాశుల వస్తువులు ఒకే రేటుతో వస్తాయి.

ఏకరీతి గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం: స్వేచ్ఛా పతనం అనేది ఏకరీతి గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాన్ని ఊహిస్తుంది, అంటే అన్ని వస్తువులకు వాటి ద్రవ్యరాశితో సంబంధం లేకుండా, అవి ఒకే ప్రదేశంలో ఉన్నంత వరకు గురుత్వాకర్షణ శక్తి ఒకేలా ఉంటుంది.