ΠτώσηΕλεύθερος είναι μια κάθετη κίνηση που αποτελείται από πτώση σωμάτων χωρίς αποτέλεσμα δύναμη τριβής. Εδώ στη Γη μερικά σώματα που πέφτουν από μικρά ύψη σε σχέση με το έδαφος το κάνουν κοντά σε μια ιδανική ελεύθερη πτώση.
Τι είναι η ελεύθερη πτώση;
Η κίνηση της ελεύθερης πτώσης μελετήθηκε από τον Ιταλό φυσικό Galileo Galilei. Σύμφωνα με τις μελέτες σας, Γαλιλαίος έδειξε ότι τα σώματα σε ελεύθερη πτώση, ακόμη και εκείνα διαφορετικών μαζών, θα έφταναν στο έδαφος ταυτόχρονα, καθώς θα υπόκειντο στο ίδιο επιτάχυνση. Η ελεύθερη πτώση είναι, επομένως, μια κίνηση που περιγράφεται από σώματα, εγκαταλειμμένη σε ένα ορισμένο ύψος, η οποία συμβαίνει αποκλειστικά λόγω της επίδρασης του βαρύτητα τοπικός. Σε αυτόν τον τύπο κίνησης, αγνοούμε το αποτέλεσμα του δυνάμειςσεσέρνωήτριβή.
Δείτε επίσης: 8 βασικοί τύποι Φυσικής για το τεστ Enem
Η ελεύθερη πτώση είναι ένα ομοιόμορφη μετακίνηση, δηλαδή, ένα σώμα σε ελεύθερη πτώση αυξάνει την ταχύτητά του με σταθερούς ρυθμούς. Όταν ένα σώμα εγκαταλείπεται σε ύψη κοντά στην επιφάνεια της Γης, η ταχύτητα με την οποία πέφτει αυξάνεται με ρυθμό 10 m / s, που είναι το ίδιο με το ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας της Γης είναι 10 m / s², περίπου 36 km / h το καθένα δεύτερος.
παραδείγματα δωρεάν πτώσης
Οποιαδήποτε βαριά σώματα που έχουν μια μικρή περιοχή επαφής με τον αέρα μπορούν να περιγράψουν ένα πολύ στενή κίνηση σε αυτό που σημαίνει πτώσηΕλεύθερος, εάν είναι χαλαρά σε μικρά ύψη σε σχέση με το έδαφος. Δείτε μερικά παραδείγματα:
Μια μπάλα μπόουλινγκ έπεσε στο ύψος του ισχίου.
Ένα βαρύ βιβλίο που πέφτει από την επιφάνεια ενός τραπεζιού.
Ένα κλειδί τροχού που πέφτει από τον κορμό ενός αυτοκινήτου.
Ένα κινητό τηλέφωνο που βγαίνει από μια τσέπη σακάκι.
Παρά το γεγονός ότι είναι κινήσεις πολύ κοντά στην κατάσταση της ελεύθερης πτώσης, συμβαίνει μόνο σε σώματα που έχουν εγκαταλειφθεί στο κενό σε περιοχές όπου υπάρχει επιτάχυνσηβαρυτική.
δωρεάν μορφή πτώσης
Στο πτώσηΕλεύθερος, υποθέτοντας ότι το σώμα έχει εγκαταλειφθεί σε ένα ορισμένο σημείο, δηλαδή, είναι αρχικά σε ηρεμία, οι εξισώσεις που θα χρησιμοποιηθούν θα είναι αυτές:
Εξίσωση της ταχύτητας του σώματος σε ελεύθερη πτώση:
β - ταχύτητα πτώσης (m / s)
σολ - επιτάχυνση βαρύτητας (m / s²)
τ - χρονικά διαστήματα
Η παραπάνω εξίσωση χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του ταχύτητα όπου ένα σώμα κινείται κατά τη διάρκεια της κίνησης της ελεύθερης πτώσης. Για να το κάνετε αυτό, πολλαπλασιάστε τον χρόνο πτώσης, μετρούμενος σε δευτερόλεπτα, με το μέγεθος της επιτάχυνσης της βαρύτητας.
Εξίσωση ύψους σε ελεύθερη πτώση:
Η ακόλουθη εξίσωση συσχετίζει το ύψος πτώσης με το χρονικό διάστημα:
Η - ύψος (m)
Μέσω της εξίσωσης που φαίνεται παραπάνω, είναι δυνατόν να προσδιοριστούν και τα δύο ύψος πόσο το χρόνοςσεπτώση ενός σώματος σε ελεύθερη πτώση.
Εξίσωση Torricelli
Εκτός από τους δύο τύπους που εμφανίζονται, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μια εξίσωση που σχετίζεται με ταχύτητα της πτώσης με το ύψος, ένα Εξίσωση Torricelli.
Κοίταεπίσης: Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τους Νόμους του Νεύτωνα
Δωρεάν πτώση γραφικών
Πώς είναι η κίνηση της ελεύθερης πτώσης εξίσουδιάφορα, τα γραφικά σας των ταχύτητα και θέση Είναι, αντίστοιχα, μια αύξουσα ευθεία και μια παραβολή, με την κοιλότητα να βλέπει προς τα πάνω. Κοίτα:
Δωρεάν ασκήσεις σταθερής πτώσης
Ερώτηση 1) Γνωρίζοντας ότι ένα σώμα χρειάζεται 2 δευτερόλεπτα για να φτάσει στο έδαφος αφού πέσει σε ύψος H σε σχέση με το έδαφος, υπολογίστε το ύψος στο οποίο πέφτει αυτό το σώμα, σε μέτρα.
α) 20 μ
β) 15 μ
γ) 30 μ
δ) 40 μ
ε) 80 μ
Πρότυπο: Γράμμα Α
Ανάλυση:
Η άσκηση μας ζητά να υπολογίσουμε το ύψος πτώσης και μας λέει την ώρα. Με αυτόν τον τρόπο, αρκεί να χρησιμοποιήσετε τον τύπο που σχετίζεται με αυτές τις δύο ποσότητες.
Ερώτηση 2) Ένα μπάσκετ πέφτει σε ύψος 5 μέτρων από το έδαφος. Εάν αυτή η μπάλα κινείται σε ελεύθερη πτώση, ποια είναι η ταχύτητα της μπάλας, σε km / h, λίγο πριν αγγίξει το έδαφος;
α) 50 km / h
β) 10 km / h
γ) 36 km / h
δ) 15 km / h
ε) 10 km / h
Πρότυπο: Γράμμα Γ
Ανάλυση:
Η άσκηση μας ζητά να βρούμε την ταχύτητα της μπάλας, ωστόσο, η δήλωσή της δεν μας λέει την ώρα της πτώσης, οπότε θα χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση Torricelli, όπως φαίνεται στον ακόλουθο υπολογισμό:
Αφού βρήκε ταχύτητα 10 m / s, ήταν απαραίτητο να πολλαπλασιαστεί το αποτέλεσμα με συντελεστή 3,6 για να το μετατρέψει στη μονάδα χιλιομέτρων ανά ώρα.
Ερώτηση 3) Ένα αντικείμενο πέφτει σε ένα ορισμένο ύψος από το έδαφος, περιγράφοντας μια κίνηση ελεύθερης πτώσης. Υποθέτοντας ότι η επιτάχυνση του τοπικού βάρους είναι 10 m / s², ποια είναι η ώρα, σε δευτερόλεπτα, για να φτάσει αυτό το αντικείμενο σε ταχύτητα 108 km / h;
α) 2 δευτ
β) 4 δ
γ) 3 δευτ
δ) 5 δευτ
ε) 8 δευτ
Πρότυπο: Γράμμα Γ
Ανάλυση:
Η άσκηση μας ζητά να υπολογίσουμε το χρόνο που απαιτείται για ένα σώμα σε ελεύθερη πτώση για να φτάσει σε ταχύτητα 107 km / h. Για να γίνει αυτός ο υπολογισμός, θα μετατρέψουμε τη μονάδα από km / h σε m / s, διαιρώντας αυτήν την ταχύτητα με 3,6. τότε, θα χρησιμοποιήσουμε τον τύπο δωρεάν ταχύτητας πτώσης:
Από εμένα, Rafael Helerbrock
