Autunnogratuito è un movimento verticale che consiste nella caduta di corpi senza l'effetto di forza di attrito. Qui sulla Terra alcuni corpi che cadono da piccole altezze rispetto al suolo lo fanno in modo prossimo ad una caduta libera ideale.
Cos'è la caduta libera?
Il movimento in caduta libera è stato studiato dal fisico italiano Galileo Galilei. Secondo i tuoi studi, Galileo ha mostrato che corpi in caduta libera, anche di massa diversa, raggiungerebbero il suolo contemporaneamente, in quanto soggetti allo stesso accelerazione. La caduta libera è, quindi, un movimento descritto da corpi, abbandonati ad una certa altezza, che avviene esclusivamente per effetto di gravità Locale. In questo tipo di movimento, trascuriamo l'effetto di forzeneltrascinareoattrito.
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La caduta libera è un movimento uniformemente variato, cioè, un corpo in caduta libera ha la sua velocità aumentata a velocità costanti. Quando un corpo viene abbandonato ad un'altezza vicino alla superficie terrestre, la velocità con cui cade aumenta ad una velocità di 10 m/s, che equivale a dire che l'accelerazione della gravità terrestre è di 10 m/s², circa 36 km/h ciascuno secondo.
esempi di caduta libera
Qualsiasi corpo pesante che ha una piccola area di contatto con l'aria può descrivere a movimento molto vicino a cosa si intende per autunnogratuito, se sciolto a piccole altezze dal suolo. Guarda alcuni esempi:
Una palla da bowling lasciata cadere all'altezza dei fianchi;
Un libro pesante che cade dalla superficie di un tavolo;
Una chiave inglese che cade dal bagagliaio di un'auto;
Un cellulare che cade dalla tasca della giacca.
Nonostante siano movimenti molto vicini alla situazione di caduta libera, in realtà avviene solo nei corpi che vengono abbandonati nel vuoto nelle regioni dove c'è accelerazionegravitazionale.
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forma a caduta libera
A autunnogratuito, supponendo che il corpo sia abbandonato ad un certo punto, cioè sia inizialmente a riposo, le equazioni da utilizzare saranno queste:
Equazione della velocità del corpo in caduta libera:
v – velocità di caduta (m/s)
g – accelerazione di gravità (m/s²)
t – intervallo/i di tempo
L'equazione di cui sopra viene utilizzata per determinare il velocità dove un corpo si muove durante il movimento di caduta libera. Per farlo basta moltiplicare il tempo di caduta, misurato in secondi, per l'intensità dell'accelerazione di gravità.
Equazione dell'altezza in caduta libera:
La seguente equazione mette in relazione l'altezza di caduta con l'intervallo di tempo:
H – altezza (m)
Attraverso l'equazione mostrata sopra, è possibile determinare sia la altezza quanto temponelautunno di un corpo in caduta libera.
Equazione di Torricelli
Oltre alle due formule mostrate, possiamo usare un'equazione che si riferisce a velocità di caduta con il altezza, a Equazione Torricellicelli.
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Grafica autunnale gratuita
Come è del tipo il movimento di caduta libera uniformementevarie, la tua grafica di velocità e posizione sono, rispettivamente, una retta ascendente e una parabola, con la concavità rivolta verso l'alto. Guarda:
Esercizi fissi di caduta libera
Domanda 1) Sapendo che un corpo impiega 2 s per raggiungere il suolo dopo essere caduto ad un'altezza H dal suolo, calcola l'altezza alla quale è stato lasciato cadere, in metri.
a) 20 m
b) 15 m
c) 30 m
d) 40 m
e) 80 m
Modello: Lettera a
Risoluzione:
L'esercizio ci chiede di calcolare l'altezza di caduta e ci dice l'ora. In questo modo basta usare la formula che mette in relazione queste due quantità.
Domanda 2) Un pallone da basket viene lasciato cadere da un'altezza di 5 metri da terra. Se questa palla si muove in caduta libera, qual è la velocità della palla, in km/h, appena prima che tocchi il suolo?
a) 50 km/h
b) 10 km/h
c) 36 km/h
d) 15 km/h
e) 10 km/h
Modello: lettera C
Risoluzione:
L'esercizio ci chiede di trovare la velocità della palla, tuttavia, la sua affermazione non ci dice il tempo di caduta, quindi useremo l'equazione di Torricelli, come mostrato nel seguente calcolo:
Dopo aver trovato una velocità di 10 m/s, è stato necessario moltiplicare il risultato per un fattore 3,6 per trasformarlo nell'unità di chilometri orari.
Domanda 3) Un oggetto viene lasciato cadere ad una certa altezza da terra, descrivendo un movimento di caduta libera. Supponendo che l'accelerazione di gravità locale sia 10 m/s², qual è il tempo, in secondi, perché questo oggetto raggiunga una velocità di 108 km/h?
a) 2 secondi
b) 4 secondi
c) 3 s
d) 5 secondi
e) 8 secondi
Modello: lettera C
Risoluzione:
L'esercizio ci chiede di calcolare il tempo impiegato da un corpo in caduta libera per raggiungere una velocità di 107 km/h. Per fare questo calcolo, trasformeremo l'unità da km/h a m/s, dividendo questa velocità per 3,6; quindi useremo la formula della velocità di caduta libera:
Di Me. Rafael Helerbrock
