Cvičení volného pádu

Otestujte si své znalosti pohybu volného pádu pomocí 10 otázek Další. Podívejte se na komentáře po zpětné vazbě a získejte odpovědi na své otázky.

Pro výpočty použijte vzorce:

Rychlost volného pádu: v = g.t
Výška při volném pádu: h = gt²/2
Torricelliho rovnice: v² = 2.g.h

Otázka 1

Projděte si následující věty o pohybu volným pádem a rozhodněte jako pravdivé (V) nebo nepravdivé (F).

I. Hmotnost těla ovlivňuje pohyb volného pádu.
II. Rychlost volně padajícího těla je nepřímo úměrná délce pohybu.
III. Místní gravitační zrychlení působí na těla volným pádem.
IV. Ve vakuu padá peří a golfový míček stejnou rychlostí volného pádu.

Správná sekvence je:

a) V, F, F, V
b) F, V, F, F
c) F, F, V, V
d) V, F, V, f

Viz odpověď

Správná alternativa: c) F, F, V, V.

I. NEPRAVDIVÉ. Volný pád je ovlivňován zrychlením lokální gravitace, a proto by tělesa s různými hmotami dosáhla na zem současně a ignorovala třecí sílu vzduchu.

II. NEPRAVDIVÉ. Rychlost je přímo úměrná, protože při volném pádu se zvyšuje konstantní rychlostí. Všimněte si následujícího vzorce.

V = g.t.

Porovnejte čas pádu dvou těles, C.₁ a C.₂, s rychlostmi 20 m / sa 30 m / s:

III. NEMOVITÝ. Ve volném pádu působí gravitační síla na tělesa, která nepodléhají jiným silám, jako je odpor nebo tření.

IV. V tomto případě je jedinou silou, která na ně působí, gravitační zrychlení, protože jsou pod vlivem stejné síly, pak dorazí ve stejnou dobu.

otázka 2

Pokud jde o pohyb volného pádu, je NESPRÁVNÉ konstatovat, že:

a) Graficky je změna rychlosti ve vztahu k času vzestupná přímka.
b) Pohyb volného pádu je rovnoměrně měněn.
c) Trajektorie tělesa ve volném pádu je přímá, svislá a orientovaná dolů.
d) Tělo ve volném pádu představuje zrychlení, které se zvyšuje konstantní rychlostí.

Viz odpověď

Nesprávná alternativa: d) Tělo ve volném pádu má zrychlení měnící se konstantní rychlostí.

Při pohybu volným pádem je zrychlení konstantní, což se zvyšuje při konstantní rychlosti je rychlost.

Protože se jedná o rovnoměrně proměnlivý pohyb, je graf rychlosti a času pohybu volného pádu vzestupnou přímkou.

Počáteční rychlost v pohybu volného pádu je nulová. Když je tělo opuštěno, sleduje přímou, vertikální a dolů orientovanou trajektorii.

otázka 3

Při gravitačním zrychlení 10 m / s²Jaká je rychlost, že kapka vody spadne z kohoutku ve výšce 5 m, když uvážíme, že to začalo z klidu a odpor vzduchu je nulový?

a) 5 m / s
b) 1 m / s
c) 15 m / s
d) 10 m / s

Viz odpověď

Správná alternativa: d) 10 m / s

Pro tuto otázku použijeme vzorec Torricelliho rovnice.

Kapka začínající od výšky 5 metrů proto získává rychlost 10 m / s.

otázka 4

Jak dlouho přibližně trvá, než se ovoce, které spadlo ze stromu ve výšce 25 m, dostane na zem? Zanedbejte odpor vzduchu a zvažte g = 10 m / s².

a) 2,24 s
b) 3,0 s
c) 4,45 s
d) 5,0 s

Viz odpověď

Správná alternativa: a) 2,24 s.

U této otázky použijeme vzorec výšky volného pádu.

Ovoce padající ze stromu se tedy dotkne země po 2,24 sekundách.

otázka 5

Pokud zanedbáte odpor vzduchu, pokud spadne váza na balkóně a dosáhne na zem 2 sekundy, jak vysoký byl předmět? Uvažujme g = 10 m / s2.

a) 10 m
b) 20 m
c) 30 m
d) 40 m

Viz odpověď

Správná alternativa: b) 20 m.

K určení, jak vysoko byl objekt, použijeme následující vzorec.

Objekt proto byl ve výšce 20 metrů a při pádu narazil na zem za 2 sekundy.

otázka 6

Bowlingová koule byla vyhozena z balkonu 80 metrů nad zemí a získala pohyb volným pádem. Jak vysoký byl míč po 2 sekundách?

a) 60 m
b) 40 m
c) 20 m
d) 10 m

Viz odpověď

Správná alternativa: a) 60 m.

Pomocí hodinové vesmírné rovnice můžeme vypočítat polohu bowlingové koule za 2 sekundy.

Dále odečteme celkovou výšku od dříve vypočtené výšky.

h = 80 - 20 m
h = 60 m

Bowlingová koule byla tedy po 2 sekundách od začátku pohybu ve výšce 60 metrů.

otázka 7

(UFB) Dva lidé spadnou ze stejné výšky, jeden s otevřeným padákem a druhý se zavřeným. Kdo dosáhne na zem jako první, pokud je to možné:

a) vakuum?
b) vzduch?

Viz odpověď

Správná odpověď:

a) Ve vakuu dorazí oba lidé najednou, protože jedinou silou, která na ně bude působit, je gravitace.

b) Při odporu vzduchu bude osoba s otevřeným padákem více ovlivněna, protože to způsobí zdržující účinek na pohyb. V takovém případě přijde druhá jako první.

otázka 8

(Vunesp) Tělo A je sesazeno z výšky 80 m ve stejném okamžiku, kdy je tělo B svrženo svisle dolů s počáteční rychlostí 10 m / s z výšky 120 m. Zanedbání odporu vzduchu a zvážení gravitačního zrychlení na 10 m / s², je správné říci o pohybu těchto dvou těl, že:

a) Oba dosáhnou na zem ve stejnou chvíli.
b) Tělo B dosáhne země 2,0 s před tělem A
c) Čas potřebný k tomu, aby tělo A dosáhlo země, je o 2,0 s kratší než čas potřebný pro B
d) Tělo A dopadne na zem 4,0 s před tělem B
e) Tělo B dopadne na zem 4,0 s před tělem A

Viz odpověď

Správná alternativa: a) Oba dosáhnou země ve stejný okamžik.

Začněme výpočtem času těla A.

Nyní vypočítáme čas těla B.

Když se dostaneme k rovnici 2. stupně, použijeme k nalezení času Bhaskarův vzorec.

Protože čas nemůže být záporný, čas těla b byl 4 sekundy, což se rovná času, který tělo A trvalo, a proto je první alternativa správná: oba dosáhli na zem stejným způsobem okamžitý.

otázka 9

(Mackenzie-SP) Joãozinho opouští tělo v klidu z vrcholu věže. Během volného pádu s konstantou g pozoruje, že v prvních dvou sekundách tělo urazí vzdálenost D. Vzdálenost uražená tělem v následujících 4 s bude:

a) 4D
b) 5D
c) 6D
d) 8D
e) 9D

Viz odpověď

Správná alternativa: d) 8D.

Vzdálenost D v prvních dvou sekundách je dána vztahem:

Vzdálenost v příštích 4 sekundách naznačuje, že tělo bylo již v 6 sekundách pohybu, a proto:

Vzdálenost za 4 sekundy je tedy rozdílem mezi H a D.

H - D = 18 g - 2 g
H - D = 16 g

Protože odpověď musí být dána ve smyslu D, protože D představuje 2g, pak 16g je stejné jako 8D, takže alternativa d je správná.

otázka 10

(UFRJ) Tělo ve volném pádu urazí určitou vertikální vzdálenost za 2 s; ujetá vzdálenost tedy bude 6 s

a) zdvojnásobit
b) trojnásobný
c) šestkrát větší
d) devětkrát větší
e) dvanáctkrát větší

Viz odpověď

Správná alternativa: d) devětkrát větší.

1. krok spočítá svislou vzdálenost za 2 s.

2. krok: vypočítat ujetou vzdálenost za 6 s.

180 m je 9krát větší než 20 m. Alternativa d je tedy správná.

Získejte více znalostí čtením níže uvedených textů.

• Volný pád
• gravitační síla
• Vertikální spuštění
• gravitační zrychlení
• rovnoměrný pohyb