Tombelibre est un mouvement vertical qui consiste en la chute de corps sans effet de force de friction. Ici sur Terre, certains corps qui tombent de petites hauteurs par rapport au sol le font d'une manière proche d'une chute libre idéale.
Qu'est-ce que la chute libre ?
Le mouvement de chute libre a été étudié par le physicien italien Galilée. D'après vos études, Galilée a montré que les corps en chute libre, même ceux de masses différentes, atteindraient le sol en même temps, car ils seraient soumis au même accélération. La chute libre est donc un mouvement décrit par des corps, abandonnés à une certaine hauteur, qui se produit exclusivement sous l'effet de la gravité local. Dans ce type de mouvement, on néglige l'effet de les forcesdanstraîneou alorsfriction.
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La chute libre est un mouvement uniformément varié, c'est-à-dire qu'un corps en chute libre voit sa vitesse augmenter à des taux constants. Lorsqu'un corps est abandonné à des hauteurs proches de la surface de la Terre, la vitesse à laquelle il tombe augmente à un rythme de 10 m/s, ce qui revient à dire que l'accélération de la gravité terrestre est de 10 m/s², soit environ 36 km/h chacun deuxième.
exemples de chute libre
Tout corps lourd qui a une petite zone de contact avec l'air peut décrire un mouvement très proche à ce que l'on entend par tombelibre, si lâche à de petites hauteurs du sol. Découvrez quelques exemples :
Une boule de bowling tombée à hauteur des hanches ;
Un livre lourd qui tombe de la surface d'une table ;
Une clé à molette qui tombe du coffre d'une voiture ;
Un téléphone portable qui tombe d'une poche de veste.
Bien qu'il s'agisse de mouvements très proches de la situation de chute libre, cela ne se produit en réalité que dans des corps abandonnés dans le vide dans les régions où il y a accélérationgravitationnelle.
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forme de chute libre
À tombelibre, en supposant que le corps soit abandonné à un certain point, c'est-à-dire qu'il soit initialement au repos, les équations à utiliser seront celles-ci :
Équation de la vitesse du corps en chute libre :
v – vitesse de chute (m/s)
g – accélération de la pesanteur (m/s²)
t - intervalles de temps)
L'équation ci-dessus est utilisée pour déterminer la rapidité où un corps se déplace pendant le mouvement de chute libre. Pour ce faire, il suffit de multiplier le temps de chute, mesuré en secondes, par l'amplitude de l'accélération de la pesanteur.
Équation de hauteur en chute libre :
L'équation suivante relie la hauteur de chute à l'intervalle de temps :
H – hauteur (m)
Grâce à l'équation ci-dessus, il est possible de déterminer à la fois le la taille combien le tempsdanstombe d'un corps en chute libre.
Équation de Torricelli
En plus des deux formules présentées, nous pouvons utiliser une équation qui se rapporte à rapidité de l'automne avec le la taille, une Équation de Torricelli.
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Graphiques de chute libre
Comment le mouvement de chute libre est du type uniformémentdivers, vos graphiques de rapidité et positionner ce sont respectivement une droite ascendante et une parabole, avec la concavité tournée vers le haut. Voir:
Exercices fixes de chute libre
Question 1) Sachant qu'un corps met 2 s pour atteindre le sol après avoir été lâché à une hauteur H par rapport au sol, calculez la hauteur à laquelle ce corps a été lâché, en mètres.
a) 20 mètres
b) 15 mètres
c) 30 mètres
d) 40 mètres
e) 80 mètres
Modèle: Lettre a
Résolution:
L'exercice nous demande de calculer la hauteur de chute et nous indique l'heure. De cette façon, il suffit d'utiliser la formule qui relie ces deux quantités.
Question 2) Un ballon de basket est lâché à une hauteur de 5 mètres du sol. Si cette balle se déplace en chute libre, quelle est la vitesse de la balle, en km/h, juste avant qu'elle ne touche le sol ?
a) 50 km/h
b) 10 km/h
c) 36 km/h
d) 15 km/h
e) 10 km/h
Modèle: Lettre C
Résolution:
L'exercice nous demande de trouver la vitesse de la balle, cependant, son énoncé ne nous dit pas le moment de la chute, nous utiliserons donc l'équation de Torricelli, comme le montre le calcul suivant :
Après avoir trouvé une vitesse de 10 m/s, il a fallu multiplier le résultat par un facteur de 3,6 pour le transformer en unité de kilomètres par heure.
Question 3) Un objet est lâché à une certaine hauteur du sol, décrivant un mouvement de chute libre. En supposant que l'accélération de la gravité locale est de 10 m/s², quel est le temps, en secondes, pour que cet objet atteigne une vitesse de 108 km/h ?
a) 2 secondes
b) 4 secondes
c) 3 secondes
d) 5 s
e) 8 s
Modèle: Lettre C
Résolution:
L'exercice nous demande de calculer le temps qu'il faut à un corps en chute libre pour atteindre une vitesse de 107 km/h. Pour faire ce calcul, nous allons transformer l'unité de km/h en m/s, en divisant cette vitesse par 3,6; alors nous utiliserons la formule de vitesse de chute libre :
Par moi Rafael Helerbrock
