Volný pád je druh pohybu, ke kterému dochází, když je tělo pod vlivem síly. Opuštěné tělo se z klidu pohybuje svisle v sestupné dráze v důsledku působení gravitace.
V blízkosti zemského povrchu je volný pád pod vlivem gravitačního zrychlení (g), s ohledem na zanedbatelný odpor vzduchu nebo vakua.
Tento pohyb je klasifikován jako rovnoměrně zrychlený. To znamená, že zrychlení je konstantní, protože rychlost, při které tělo klesá, roste rychlostí přibližně 9,8 m / s každou sekundu.
Opačný pohyb, tj. Vrh nahoru, se nazývá rovnoměrně zpomalený pohyb a z důvodu směru je zrychlení považováno za negativní.
vzorce volného pádu
Jak jsme viděli, volný pád je rovnoměrně zrychlený pohyb, protože zrychlení je konstantní podél přímé, svislé dráhy.
Při házení těla dolů z klidu je počáteční rychlost nulová (v0 = 0). Působením gravitace (g) bude nějakou dobu (t) trvat, než urazí určitou vzdálenost (h). Volný pád lze tedy popsat rovnicemi:
Výpočet rychlosti pádu zdarma:
Kde,
v je rychlost v metrech za sekundu (m / s)
g je gravitační zrychlení, v metrech za sekundu na druhou (m / s2)
t je časový interval v sekundách (s)
Výpočet výšky volného pádu:
Výška (h) se udává v metrech (m).
Torricelliho rovnice:
Torricelliho rovnice je užitečná pro výpočet rychlosti poklesu problémů bez časových údajů. Můžeme tedy spojit výšku (h) s rychlostí (v).
Pamatujte, že hodnota g se mění v závislosti na nadmořské výšce a zeměpisné šířce. Například hodnota 9,80665 m / s2 odpovídá normálnímu gravitačnímu zrychlení při 45 ° zeměpisné šířky a na hladině moře. Je však běžné přiblížit hodnotu 10 m / s2 v cvičeních k usnadnění výpočtů, protože v blízkosti povrchu je možné jej považovat za konstantní.
Grafika volného pádu
Graficky je rychlost pohybu vzhledem k času vyjádřena vzestupnou přímkou a změna polohy v čase v parabole.
Cvičení volného pádu
Otázka 1
Zatímco těleso blízko zemského povrchu, vystavené gravitačnímu zrychlení 10 m / s2, je opuštěný a po 2 sekundách dopadne na zem, z jaké výšky tělo volně spadlo?
a) 10 m
b) 15 m
c) 20 m
d) 30 m
Správná alternativa: c) 20 m
Všimněte si, že tělo bylo opuštěné, takže počáteční rychlost je nula. Výrok nám dává 2 kostky, zrychlení a čas, abychom mohli určit výšku. Proto můžeme použít hodinovou rovnici polohy:
Proto opuštěné tělo z výšky 20 metrů dosáhne země za 2 sekundy.
otázka 2
Marta převrhla šálek, který se opíral o místo. S vědomím, že předmětu trvalo 2 sekundy, než se dostal na zem, jakou rychlost získal pohár během pohybu s vědomím, že gravitační zrychlení je 10 m / s2?
a) 30 m / s
b) 20 m / s
c) 15 m / s
d) 10 m / s
Správná alternativa:) 20 m / s
Rychlost pohybu volným pádem se zvyšuje konstantní rychlostí. Proto k určení, jak rychle pohár dopadne na zem, použijeme vzorec rychlosti, který souvisí s zrychlením a časem.
V = g.t.
V = 10. 2
V = 20 m / s
otázka 3
Tělo spadne na zem volným pádem rychlostí 30 m / s. Zanedbání odporu vzduchu a zvážení gravitačního zrychlení 10 m / s2, jak dlouho tah trval?
a) 4,0 s
b) 1,0 s
c) 2,0 s
d) 3,0 s
Správná alternativa: d) d) 3,0 s
Pro výpočet času použijeme vzorec rychlosti:
Při volném pádu rychlostí 30 m / s tedy pohyb trval 3 sekundy.
Získejte více znalostí čtením níže uvedených textů.
- Cvičení volného pádu
- Vertikální spuštění
- gravitační zrychlení
- gravitační síla
- rovnoměrný pohyb
