Свободното падане е вид движение, което се случва, когато тялото е под въздействието на сила. Изоставеното тяло от почивка се движи вертикално по траектория надолу поради действието на гравитацията.
Близо до земната повърхност свободното падане е под влиянието на гравитационното ускорение (g), като се има предвид незначително съпротивление на въздуха или вакуума.
Това движение се класифицира като равномерно ускорено. Това означава, че ускорението е постоянно, тъй като скоростта, с която пада тялото, нараства със скорост приблизително 9,8 m / s всяка секунда.
Обратното движение, т.е. хвърлянето нагоре, се нарича равномерно забавено движение и поради посоката ускорението се счита за отрицателно.
формули за свободно падане
Както видяхме, свободното падане е равномерно ускорено движение, защото ускорението е постоянно по права, вертикална пътека.
Когато хвърляте тяло надолу от покой, началната скорост е нула (v0 = 0). Под действието на гравитацията (g) ще отнеме време (t), за да измине определено разстояние (h). По този начин, свободното падане може да се опише с уравненията:
Изчисляване на скоростта на свободно падане:
Където,
v е скоростта, в метри в секунда (m / s)
g е ускорението на гравитацията, в метри в секунда на квадрат (m / sec2)
t е интервалът от време, в секунди
Изчисляване на височината на свободно падане:
Височината (h) е дадена в метри (m).
Торичели уравнение:
Уравнението на Torricelli е полезно за изчисляване на скоростта на падане при проблеми без данни за времето. По този начин можем да свържем височината (h) със скоростта (v).
Не забравяйте, че стойността на g е променлива в зависимост от надморската височина и географската ширина. Например стойността 9,80665 m / s2 съответства на нормалното ускорение на гравитацията на 45 ° географска ширина и на морското равнище. Обикновено стойността се приближава до 10 m / s2 при упражнения за улесняване на изчисленията, тъй като близо до повърхността е възможно да се счита за постоянна.
Графика за свободно падане
Графично скоростта на движение по отношение на времето се изразява във възходяща права линия и вариране на положението във времето в парабола.
Упражнения за свободно падане
Въпрос 1
Докато тяло е близо до земната повърхност, подложено на гравитационно ускорение от 10 m / s2, е изоставен и след 2 секунди удря в земята, от каква височина свободно е паднало тялото?
а) 10 m
б) 15 m
в) 20 m
г) 30 m
Правилна алтернатива: в) 20 m
Имайте предвид, че тялото е изоставено, така че първоначалната скорост е нула. Отчетът ни дава 2 зарове, ускорение и време за определяне на височината. Следователно можем да използваме уравнението на почасовата позиция:
Следователно изоставено тяло от височина 20 метра достига земята до 2 секунди.
въпрос 2
Марта събори чаша, която беше подпряна на място. Знаейки, че обектът отнема 2 секунди, за да достигне земята, каква е скоростта, придобита от чашата по време на движението, знаейки, че гравитационното ускорение е 10 m / s2?
а) 30 m / s
б) 20 m / s
в) 15 m / s
г) 10 m / s
Правилна алтернатива:) 20 m / s
Скоростта при свободно падане се увеличава с постоянна скорост. Следователно, за да определим колко бързо чашата удря земята, използваме формулата за скорост, която свързва ускорението и времето.
V = g.t
V = 10. 2
V = 20 m / s
въпрос 3
Тяло се пада на земята при свободно падане със скорост 30 m / s. Пренебрегване на въздушното съпротивление и отчитане на гравитационното ускорение 10 m / s2, колко време продължи преместването?
а) 4,0 s
б) 1,0 s
в) 2,0 s
г) 3,0 s
Правилна алтернатива: г) г) 3,0 s
За да изчислим времето, използваме формулата за скорост:
Следователно при свободно падане със скорост 30 m / s движението продължи 3 секунди.
Получете повече знания, като прочетете текстовете по-долу.
- Упражнения за свободно падане
- Вертикално изстрелване
- гравитационно ускорение
- гравитационна сила
- равномерно разнообразно движение
