Die Beschleunigung, die bei einem frei fallenden Körper auftritt, wenn der Luftwiderstand vernachlässigbar klein ist, wird als Fallbeschleunigung g bezeichnet. Für den mittleren Wert an der Erdoberfläche gilt:
Häufig wird mit dem Näherungswert
gerechnet.
Die Fallbeschleunigung ist abhängig von dem Ort, an dem man sich befindet. Sie wird deshalb manchmal auch als Ortsfaktor g bezeichnet und in der Einheit N/kg angegeben. Dabei gilt mittlerer Wert für die Erdoberfläche:
Der Ortsfaktor gibt somit auch an, wie groß die Gewichtskraft
eines Körpers je Kilogramm Masse
an dem jeweiligen Ort ist. Für die Erdoberfläche bedeutet das:
Ein Körper der Masse 1 kg hat eine Gewichtskraft von 9,81 N oder
von etwa 10 N. Diese Zusammenhänge ergeben sich aus der Gleichung
für die Gewichtskraft, die lautet:
Unterschiedliche Orte - unterschiedliche
Werte
Die Fallbeschleunigung hat an verschiedenen Orten unterschiedliche Werte.
Nachfolgend sind einige dieser Werte angegeben.
| Ort |  |
| am Äquator an der Erdoberfläche | 9,787 |
| an den Polen an der Erdoberfläche | 9,832 |
| mittlerer Wert für die Erdoberfläche | 9,807 oder 9,81 |
| 100 km über der Erdoberfläche | 9,52 |
|
1 000 km über der Erdoberfläche |
7,33 |
| an der Mondoberfläche | 1,62 |
| an der Marsoberfläche | 3,71 |
| an der Oberfläche der Sonne | 274 |
Bestimmung der Fallbeschleunigung
Die Fallbeschleunigung kann experimentell in unterschiedlicher Weise bestimmt
werden. Nachfolgend sind die wichtigsten Möglichkeiten genannt.
1. Möglichkeit: Bestimmung der
Fallbeschleunigung unter Nutzung des Weg-Zeit-Gesetzes des freien Falls:
Misst man den Fallweg s und die Fallzeit t,
so kann man daraus die Fallbeschleunigung g
berechnen. Eine mögliche Experimentieranordnung zeigt Bild 1.
2. Möglichkeit:
Bestimmung der Fallbeschleunigung unter Nutzung der Gesetze für ein
Fadenpendel:
Für ein Fadenpendel (Bild 2) gilt für die Schwingungsdauer T
die Gleichung:
Dabei bedeuten l die Länge des Pendels und g die Fallbeschleunigung. Stellt man diese Gleichung für die Schwingungsdauer nach der Fallbeschleunigung g um, so erhält man:
Die Pendellänge l und die Schwingungsdauer T können gemessen werden. Aus den Messwerten lässt sich die Fallbeschleunigung berechnen.