自由落下:それは何ですか、数式、グラフ、演習

自由落下は、体が力の影響下にあるときに発生する動きの一種です。 放棄された体は、静止状態から、重力の作用により下向きの軌道で垂直に移動します。

地球の表面近くでは、空気または真空の抵抗が無視できることを考慮して、自由落下は重力加速度(g)の影響下にあります。

この動きは、均一に加速されたものとして分類されます。 つまり、体が落下する速度が毎秒約9.8 m / sの速度で増加するため、加速度は一定です。

反対の動き、つまり上向きの動きは、均一に遅延した動きと呼ばれ、方向のために加速度は負と見なされます。

自由落下運動

自由落下式

これまで見てきたように、加速度はまっすぐな垂直経路に沿って一定であるため、自由落下は均一に加速された運動です。

静止状態から下向きに体を投げるとき、初速度はゼロ(v0 = 0). 重力(g)の作用下では、一定の距離(h)を移動するのに時間(t)がかかります。 したがって、自由落下は次の方程式で表すことができます。

自由落下速度の計算:

ストレートvスペースはストレートスペースgに等しい。 ストレートt

どこ、

vは速度で、メートル/秒(m / s)で表されます。
gは重力加速度で、メートル/秒の2乗(m /秒)で表されます。2)
tは時間間隔で、秒単位です。

自由落下高さの計算:

直線分子gに等しい直線h空間。 分母2の分数の端を2乗した直線t

高さ(h)はメートル(m)で表されます。

トリチェリーの方程式:

直線vの2乗スペースはスペース2に等しい。 ストレートg。 ストレートh

トリチェリーの方程式は、時間データなしで問題の落下率を計算するのに役立ちます。 したがって、高さ(h)を速度(v)に関連付けることができます。

gの値は、高度と緯度によって異なることに注意してください。 たとえば、値9.80665 m / s2 緯度45度および海面での通常の重力加速度に対応します。 ただし、値を10 m / sに概算するのが一般的です。2 計算を容易にするための演習では、表面に近いため、一定であると見なすことができます。

フリーフォールグラフィックス

グラフィカルに、時間に対する移動速度は、上昇する直線で表され、放物線では時間の経過に伴う位置の変化で表されます。

自由落下運動:この運動の速度対時間および位置対時間のグラフを表すグラフ

自由落下運動

質問1

一方、地球の表面に近い物体は、10 m / sの重力加速度を受けます。2、放棄され、2秒後に地面にぶつかりました。体はどの高さから自由落下しましたか?

a)10 m
b)15 m
c)20 m
d)30 m

正しい代替案:c)20 m

ボディが放棄されているため、初速度はゼロであることに注意してください。 このステートメントは、高さを決定するための2つのサイコロ、加速度と時間を与えます。 したがって、1時間ごとの位置方程式を使用できます。

直線S空間は空間gtの2乗を2で割ったものに等しい直線空間S空間は空間分子に等しい10直線空間mを直線sの2乗空間で割ったもの。 スペース左括弧2コンマ0平方スペースs右括弧2分母2の端分数スペース平方スペースSスペースはスペース分子10スペースに等しい。 分母上のスペース4ストレートスペースm分数の終わりストレートスペースSスペース40に等しいスペースを2つのストレートスペースで割ったSスペーススペース20に等しいストレートスペースm

したがって、20メートルの高さからの放棄された体は2秒で地面に到達します。

質問2

マルタはその場で寄りかかっていたカップを倒した。 物体が地面に着くまでに2秒かかったことを知って、重力加速度が10 m / sであることを知って、移動中にカップが取得した速度はどれくらいですか。2?

a)30 m / s
b)20 m / s
c)15 m / s
d)10 m / s

正しい代替案:)20 m / s

自由落下運動の速度は一定の割合で増加します。 したがって、カップが地面に当たる速度を決定するために、加速度と時間を関連付ける速度式を使用します。

V = g.t
V = 10。 2
V = 20 m / s

質問3

物体は30m / sの速度で自由落下して地面に落下します。 空気抵抗を無視し、重力加速度10 m / sを考慮する2、移動はどのくらい続きましたか?

a)4.0秒
b)1.0秒
c)2.0秒
d)3.0秒

正しい代替案:d)d)3.0秒

時間を計算するには、速度の式を使用します。

ストレートvスペースはストレートスペースgに等しい。 ストレートtスペース30ストレートスペースmをストレートsスペースで割ったものがスペース10に等しいストレートスペースmをストレートsの2乗スペースで割ったもの。 直線空間t直線空間t分子空間に等しい空間30直線空間mを直線空間sで割ったもの 分母10の直線空間mを直線の2乗空間で割った分数の端直線空間t空間は空間3に等しい ストレートスペースs

したがって、30 m / sの速度での自由落下では、移動は3秒間続きました。

以下のテキストを読んで、より多くの知識を入手してください。

  • 自由落下運動
  • 垂直打ち上げ
  • 重力加速度
  • 重力
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