Slobodni pad vrsta je kretanja koja se događa kada je tijelo pod utjecajem sile. Napušteno tijelo iz mirovanja kreće se vertikalno u silaznoj putanji uslijed djelovanja gravitacije.
U blizini zemljine površine, slobodni pad je pod utjecajem gravitacijskog ubrzanja (g), s obzirom na zanemariv otpor zraka ili vakuuma.
Ovo je kretanje klasificirano kao jednoliko ubrzano. To znači da je ubrzanje konstantno, jer se brzina kojom tijelo pada povećava brzinom od približno 9,8 m / s svake sekunde.
Suprotno kretanje, odnosno bacanje prema gore, naziva se jednoliko usporeno kretanje i zbog smjera ubrzanje se smatra negativnim.
formule slobodnog pada
Kao što smo vidjeli, slobodni pad je jednoliko ubrzano gibanje jer je ubrzanje konstantno na ravnoj, vertikalnoj putanji.
Pri bacanju tijela prema dolje iz odmora, početna brzina je nula (v0 = 0). Pod djelovanjem gravitacije (g) trebat će vremena (t) prijeći određenu udaljenost (h). Dakle, slobodni pad se može opisati jednadžbama:
Izračun brzine slobodnog pada:
Gdje,
v je brzina, u metrima u sekundi (m / s)
g je ubrzanje gravitacije, u metrima u sekundi na kvadrat (m / sek2)
t je vremenski interval, u sekundama
Izračun visine slobodnog pada:
Visina (h) dana je u metrima (m).
Torricellijeva jednadžba:
Torricellijeva jednadžba korisna je za izračunavanje brzine pada problema bez vremenskih podataka. Dakle, možemo povezati visinu (h) sa brzinom (v).
Imajte na umu da je vrijednost g promjenjiva ovisno o nadmorskoj visini i širini. Na primjer, vrijednost 9,80665 m / s2 odgovara normalnom ubrzanju gravitacije na 45 ° širine i na razini mora. Međutim, uobičajeno je vrijednost približiti na 10 m / s2 u vježbama za olakšavanje izračuna, jer je blizu površine moguće je smatrati konstantnom.
Grafika slobodnog pada
Grafički se brzina kretanja s obzirom na vrijeme izražava uzlaznom ravnom linijom i promjenom položaja tijekom vremena u paraboli.
Vježbe slobodnog pada
Pitanje 1
Dok je tijelo blizu zemljine površine, podložno gravitacijskom ubrzanju od 10 m / s2, je napušten i nakon 2 sekunde udara o tlo, s koje je visine tijelo slobodno palo?
a) 10 m
b) 15 m
c) 20 m
d) 30 m
Točna alternativa: c) 20 m
Imajte na umu da je tijelo napušteno, pa je početna brzina jednaka nuli. Izjava nam daje 2 kockice, ubrzanje i vrijeme za određivanje visine. Stoga možemo koristiti jednadžbu položaja po satu:
Stoga napušteno tijelo s visine od 20 metara do tla dolazi za 2 sekunde.
pitanje 2
Marta je srušila šalicu koja je bila naslonjena na neko mjesto. Znajući da je objektu trebalo 2 sekunde da dosegne tlo, kolika je brzina koju čaša postiže tijekom kretanja znajući da je gravitacijsko ubrzanje 10 m / s2?
a) 30 m / s
b) 20 m / s
c) 15 m / s
d) 10 m / s
Ispravna alternativa:) 20 m / s
Brzina u slobodnom padu raste konstantnom brzinom. Stoga, da bismo utvrdili koliko brzo šalica udara o tlo, koristimo formulu brzine koja povezuje ubrzanje i vrijeme.
V = g.t
V = 10. 2
V = 20 m / s
pitanje 3
Tijelo se u slobodnom padu spušta na zemlju brzinom od 30 m / s. Zanemarujući otpor zraka i uzimajući u obzir gravitacijsko ubrzanje 10 m / s2, koliko je trajao potez?
a) 4,0 s
b) 1,0 s
c) 2,0 s
d) 3,0 s
Točna alternativa: d) d) 3,0 s
Za izračunavanje vremena koristimo formulu brzine:
Stoga je u slobodnom padu brzinom od 30 m / s kretanje trajalo 3 sekunde.
Doznajte više čitajući tekstove u nastavku.
- Vježbe slobodnog pada
- Vertikalno lansiranje
- ubrzanje gravitacije
- sila gravitacije
- ravnomjerno raznoliko kretanje
