Frit fald er en type bevægelse, der opstår, når et legeme er under påvirkning af en kraft. Den forladte krop bevæger sig fra hvile lodret i en nedadgående bane på grund af tyngdekraftens virkning.
Nær jordens overflade er frit fald under indflydelse af tyngdekraftsacceleration (g) i betragtning af ubetydelig luft- eller vakuummodstand.
Denne bevægelse er klassificeret som ensartet accelereret. Det vil sige, at accelerationen er konstant, da den hastighed, hvormed kroppen falder, stiger med en hastighed på ca. 9,8 m / s hvert sekund.
Den modsatte bevægelse, det vil sige det opadgående kast, kaldes ensartet forsinket bevægelse, og på grund af retningen betragtes accelerationen som negativ.
frit fald formler
Som vi har set, er frit fald en ensartet accelereret bevægelse, fordi accelerationen er konstant langs en lige, lodret sti.
Når man kaster et legeme nedad fra hvile, er starthastigheden nul (v0 = 0). Under tyngdekraften (g) tager det tid (t) at køre en bestemt afstand (h). Således kan frit fald beskrives ved ligningerne:
Beregning af frit faldshastighed:
Hvor,
v er hastigheden i meter pr. sekund (m / s)
g er tyngdeacceleration i meter pr. sekund i kvadrat (m / sek2)
t er tidsintervallet i sekunder
Beregning af frit faldhøjde:
Højde (h) er angivet i meter (m).
Torricelli ligning:
Torricellis ligning er nyttig til beregning af faldhastigheden i problemer uden tidsdata. Således kan vi relatere højde (h) til hastighed (v).
Husk, at værdien af g er variabel afhængigt af højde og bredde. For eksempel værdien 9,80665 m / s2 svarer til den normale tyngdeacceleration ved 45 ° breddegrad og ved havoverfladen. Det er dog almindeligt at tilnærme værdien til 10 m / s2 i øvelser for at lette beregninger, da tæt på overfladen er det muligt at betragte det som konstant.
Free Fall Grafik
Grafisk udtrykkes bevægelseshastigheden i forhold til tid i en stigende lige linje og variationen i position over tid i en parabel.
Gratis træningsøvelser
Spørgsmål 1
Mens et legeme tæt på jordens overflade, underlagt tyngdeacceleration på 10 m / s2, er opgivet, og efter 2 sekunder rammer den jorden, fra hvilken højde faldt kroppen frit?
a) 10 m
b) 15 m
c) 20 m
d) 30 m
Korrekt alternativ: c) 20 m
Bemærk, at kroppen er forladt, så starthastigheden er nul. Erklæringen giver os to terninger, acceleration og tid, for at højden skal bestemmes. Derfor kan vi bruge ligning i timeposition:
Derfor når en forladt krop fra en højde af 20 meter jorden på 2 sekunder.
spørgsmål 2
Marta væltede en kop, der lænede sig på et sted. At vide, at objektet tog 2 sekunder at nå jorden, hvad er den hastighed, som koppen opnår under bevægelsen, vel vidende at tyngdekraftsacceleration er 10 m / s2?
a) 30 m / s
b) 20 m / s
c) 15 m / s
d) 10 m / s
Korrekt alternativ :) 20 m / s
Hastigheden i frit fald bevægelse stiger med en konstant hastighed. Derfor, for at bestemme hvor hurtigt koppen rammer jorden, bruger vi hastighedsformlen, der relaterer til acceleration og tid.
V = g.t
V = 10. 2
V = 20 m / s
spørgsmål 3
En krop sænkes ned i jorden i frit fald med en hastighed på 30 m / s. Forsømmelse af luftmodstand og overvejelse af tyngdekraftsacceleration 10 m / s2, hvor længe varede flytningen?
a) 4,0 s
b) 1,0 s
c) 2,0 s
d) 3,0 s
Korrekt alternativ: d) d) 3,0 s
For at beregne tiden bruger vi hastighedsformlen:
Derfor, i frit fald med en hastighed på 30 m / s, varede bevægelsen 3 sekunder.
Få mere viden ved at læse nedenstående tekster.
- Gratis træningsøvelser
- Lodret lancering
- tyngdekraftsacceleration
- tyngdekraft
- jævnt varieret bevægelse
