Στην καθημερινή μας ζωή μπορούμε να πούμε ότι η κίνηση της ελεύθερης πτώσης είναι αδύνατη, αφού δεν μπορούμε να αποφύγουμε την επίδραση της αντίστασης του αέρα. Ο μόνος τρόπος για να πάρετε μια ελεύθερη κίνηση πτώσης είναι σε ένα εργαστήριο μέσω μιας συσκευής που ονομάζεται σωλήνας Newton. Σε αυτήν τη συσκευή, ένα κενό επιτυγχάνεται αφαιρώντας τον αέρα μέσω μιας αντλίας αναρρόφησης. Με αυτήν τη συσκευή μπορούμε να εξετάσουμε, με καλή προσέγγιση, μια κίνηση ελεύθερης πτώσης.
Όταν ένα σώμα βρίσκεται σε ελεύθερη κίνηση πτώσης, υπόκειται σε μία μόνο δύναμη, τη δύναμη βάρους. Η δύναμη βάρους που δρα σε ένα ελεύθερο πτώση σώματος ενεργεί στην ίδια κατεύθυνση με την κίνηση, οπότε αυτή η κίνηση είναι τύπου MRUV (ομοιόμορφα μεταβλητή ευθύγραμμη κίνηση). Έτσι, έχουμε τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσουμε τις μαθηματικές συναρτήσεις που περιγράφουν το MRUV.
Προκειμένου να διευκολυνθεί η μελέτη της ελεύθερης κίνησης πτώσης, μπορούμε να αντικαταστήσουμε μερικές μεταβλητές.
- είδαμε ότι η τροχιά που περιγράφει το σώμα στην κίνηση ελεύθερης πτώσης είναι πάντα ευθεία και κάθετη, μπορούμε να αντικαταστήσουμε τη μεταβλητή S (θέση) με τη μεταβλητή H που σχετίζεται με τον κατακόρυφο άξονα.
- ο συντελεστής επιτάχυνσης του σώματος σε ελεύθερη πτώση είναι ίσος με τον συντελεστή επιτάχυνσης λόγω βαρύτητας (g).
- ο άξονας αναφοράς είναι κάθετος άξονας, προσανατολισμένος προς τα κάτω, με την προέλευση να είναι σταθερή στο σημείο όπου το σώμα θα πέσει.
- υπό τις παραπάνω συνθήκες: η αρχική θέση του σώματος και η αρχική του ταχύτητα είναι μηδενικές (H = 0 και v = 0).
- καθώς η επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα είναι (g) και είναι προσανατολισμένη προς τα κάτω, η τιμή της θα είναι πάντα θετική.
Παρακάτω έχουμε έναν πίνακα με τις κύριες λειτουργίες του MRUV και τις αντίστοιχες λειτουργίες της κίνησης ελεύθερης πτώσης.
Από τον Domitiano Marques
Αποφοίτησε στη Φυσική
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/funcoes-horarias-que-descrevem-movimento-queda-livre.htm