Vapaapudotus on eräänlainen liike, joka tapahtuu, kun ruumis on voiman vaikutuksen alaisena. Hylätty keho lepoaan liikkuu pystysuunnassa alaspäin suuntautuvalla liikeradalla painovoiman vaikutuksesta.
Lähellä maan pintaa vapaa pudotus on painovoiman kiihtyvyyden (g) vaikutuksessa, kun otetaan huomioon vähäinen ilman- tai tyhjiövastus.
Tämä liike luokitellaan tasaisesti kiihtyneeksi. Toisin sanoen kiihtyvyys on vakio, kun kehon putoamisnopeus kasvaa noin 9,8 m / s sekunnissa.
Vastakkaista liikettä, toisin sanoen ylöspäin suuntautuvaa heittoa, kutsutaan tasaisesti viivästetyksi liikkeeksi ja kiihtyvyyttä pidetään suunnan vuoksi negatiivisena.
vapaapudotuskaavat
Kuten olemme nähneet, vapaa pudotus on tasaisesti kiihtynyt liike, koska kiihtyvyys on vakaa suoraa, pystysuoraa polkua pitkin.
Kun heität ruumiin lepotilasta alaspäin, alkunopeus on nolla (v0 = 0). Painovoiman (g) vaikutuksesta tietyn matkan (h) kulkeminen vie aikaa (t). Siten vapaapudotus voidaan kuvata yhtälöillä:
Ilmainen laskunopeuden laskenta:
Missä,
v on nopeus metreinä sekunnissa (m / s)
g on painovoiman kiihtyvyys metreinä sekunnissa neliönä (m / s2)
t on ajanjakso sekunteina
Ilmainen putoamiskorkeuden laskenta:
Korkeus (h) ilmoitetaan metreinä (m).
Torricellin yhtälö:
Torricellin yhtälö on hyödyllinen laskettaessa ongelmien laskunopeutta ilman aikadataa. Siten voimme liittää korkeuden (h) nopeuteen (v).
Muista, että g: n arvo vaihtelee korkeuden ja leveyden mukaan. Esimerkiksi arvo 9,80665 m / s2 vastaa normaalia painovoiman kiihtyvyyttä 45º leveysasteella ja merenpinnalla. On kuitenkin tavallista arvioida arvo arvoon 10 m / s2 harjoituksissa laskennan helpottamiseksi, koska lähellä pintaa on mahdollista pitää sitä vakiona.
Ilmainen syksyn grafiikka
Graafisesti liikkeen nopeus ajan suhteen ilmaistaan nousevana suorana ja sijainnin vaihtelu ajan mittaan parabolana.
Ilmaiset laskuharjoitukset
Kysymys 1
Keho, joka on lähellä maan pintaa ja jonka painovoima kiihtyy 10 m / s2, hylätään ja kahden sekunnin kuluttua se osuu maahan, mistä korkeudesta runko vapaasti putosi?
a) 10 m
b) 15 m
c) 20 m
d) 30 m
Oikea vaihtoehto: c) 20 m
Huomaa, että runko on hylätty, joten alkunopeus on nolla. Lausunto antaa meille 2 noppaa, kiihtyvyyden ja ajan korkeuden määrittämiseksi. Siksi voimme käyttää tunneittaista sijaintikaavaa:
Siksi 20 metrin korkeudesta hylätty ruumis saavuttaa maan 2 sekunnissa.
kysymys 2
Marta kaataa paikalla lepäävän kupin. Kun tiedetään, että esineellä oli 2 sekuntia päästä maahan, mikä on kupin saavuttama nopeus liikkeen aikana tietäen, että painovoiman kiihtyvyys on 10 m / s2?
a) 30 m / s
b) 20 m / s
c) 15 m / s
d) 10 m / s
Oikea vaihtoehto:) 20 m / s
Nopeus vapaapudotuksen liikkeessä kasvaa tasaisella nopeudella. Siksi sen määrittämiseksi, kuinka nopeasti kuppi osuu maahan, käytämme nopeuskaavaa, joka liittyy kiihtyvyyteen ja aikaan.
V = gt
V = 10. 2
V = 20 m / s
kysymys 3
Ruumis pudotetaan maahan vapaapudotuksessa nopeudella 30 m / s. Ilmanvastuksen laiminlyönti ja painovoiman kiihtyvyys 10 m / s2, kuinka kauan muutos kesti?
a) 4,0 s
b) 1,0 s
c) 2,0 s
d) 3,0 s
Oikea vaihtoehto: d) d) 3,0 s
Ajan laskemiseksi käytämme nopeuskaavaa:
Siksi vapaa pudotus 30 m / s nopeudella liike kesti 3 sekuntia.
Hanki lisää tietoa lukemalla alla olevat tekstit.
- Ilmaiset laskuharjoitukset
- Pystysuora laukaisu
- painovoiman kiihtyvyys
- painovoima
- tasaisesti vaihteleva liike
