თავისუფალი ვარდნა: რა არის ეს, ფორმულები, გრაფიკები და სავარჯიშოები

თავისუფალი ვარდნა არის მოძრაობის ის სახეობა, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც სხეული ძალის ზემოქმედების ქვეშ იმყოფება. მიტოვებული სხეული, დანარჩენიდან, სიმძიმის მოქმედების გამო ვერტიკალურად მოძრაობს დაღმავალ ტრაექტორიაზე.

დედამიწის ზედაპირთან, თავისუფალი ვარდნა არის გრავიტაციული აჩქარების (გ) გავლენის ქვეშ, ჰაერის ან ვაკუუმური წინააღმდეგობის გაუთვალისწინებლად.

ეს მოძრაობა კლასიფიცირდება როგორც ერთნაირად დაჩქარებული. ეს არის იმის თქმა, რომ აჩქარება მუდმივია, რადგან სიჩქარე, რომლის დროსაც სხეული ეცემა, იზრდება ყოველ 9 წამში დაახლოებით 9,8 მ / წმ სიჩქარით.

საპირისპირო მოძრაობას, ანუ ზევით გადაყრას, ერთგვაროვანი ჩამორჩენილი მოძრაობა ეწოდება და მიმართულების გამო აჩქარება უარყოფითად ითვლება.

თავისუფალი ვარდნის ფორმულები

როგორც ვნახეთ, თავისუფალი ვარდნა არის ერთნაირად დაჩქარებული მოძრაობა, რადგან აჩქარება მუდმივია სწორი, ვერტიკალური ბილიკის გასწვრივ.

სხეულის დასვენებისგან დაღმართზე დაყრისას საწყისი სიჩქარე არის ნულოვანი (v₀ = 0). სიმძიმის მოქმედებით (g) გარკვეული დრო (t) გავლას დრო სჭირდება (t). ამრიგად, თავისუფალი ვარდნა შეიძლება განისაზღვროს განტოლებებით:

უფასო დაცემის სიჩქარის გაანგარიშება:

სად

v არის სიჩქარე, წამში წამში (მ / წმ)
g არის სიმძიმის აჩქარება, წამში მეტრზე კვადრატში (მ / წმ.)²)
t არის დროის ინტერვალი წამებში (წამებში)

უფასო ვარდნა სიმაღლის გაანგარიშება:

სიმაღლე (თ) მოცემულია მეტრით (მ).

ტორიჩელის განტოლება:

ტორიჩელის განტოლება სასარგებლოა პრობლემების ვარდნის სიჩქარის გამოსათვლელად დროის მონაცემების გარეშე. ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია დავუკავშიროთ სიმაღლე (h) სიჩქარეს (v).

გახსოვდეთ, რომ g მნიშვნელობის ცვლადი დამოკიდებულია სიმაღლეზე და განედზე. მაგალითად, მნიშვნელობა 9.80665 მ / წმ² შეესაბამება სიმძიმის ნორმალურ აჩქარებას 45º გრძედის და ზღვის დონეზე. ამასთან, ჩვეულებრივია, რომ მიახლოებითი მნიშვნელობა უნდა იყოს 10 მ / წმ² გამოთვლების გასაადვილებლად სავარჯიშოებში, რადგან ზედაპირთან ახლოს შესაძლებელია მისი მუდმივად განხილვა.

უფასო საშემოდგომო გრაფიკა

გრაფიკულად, მოძრაობის სიჩქარე დროის მიმართ გამოხატულია აღმავალი სწორი ხაზით და დროთა განმავლობაში პოზიციის ცვალებადობით პარაბოლაში.

უფასო საშემოდგომო ვარჯიშები

კითხვა 1

ვინაიდან დედამიწის ზედაპირთან ახლოს მყოფი სხეული, რომელიც ექვემდებარება მიზიდულობის აჩქარებას 10 მ / წმ², მიტოვებულია და 2 წამის შემდეგ ხვდება მიწას, რომელი სიმაღლიდან ჩამოვარდა სხეული თავისუფალი?

ა) 10 მ
ბ) 15 მ
გ) 20 მ
დ) 30 მ

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: გ) 20 მ

გაითვალისწინეთ, რომ სხეული მიტოვებულია, ამიტომ საწყისი სიჩქარე ნულის ტოლია. დებულება გვაძლევს 2 კამათელს, აჩქარებას და დროს, სიმაღლის დასადგენად. ამიტომ, შეგვიძლია გამოვიყენოთ საათობრივი პოზიციის განტოლება:

ამიტომ, 20 მეტრის სიმაღლიდან მიტოვებული სხეული მიწას 2 წამში აღწევს.

კითხვა 2

მართამ გადააგდო ჭიქა, რომელიც ადგილზე იყო მიყრდნობილი. იმის ცოდნა, რომ ობიექტს მიწის ჩასასვლელად დასჭირდა 2 წამი, რა სიჩქარე შეიძინა თასმა მოძრაობის დროს იმის ცოდნით, რომ სიმძიმის აჩქარება 10 მ / წმ²?

ა) 30 მ / წმ
ბ) 20 მ / წმ
გ) 15 მ / წმ
დ) 10 მ / წმ

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა:) 20 მ / წმ

თავისუფალი ვარდნის მოძრაობაში სიჩქარე იზრდება მუდმივი სიჩქარით. ამიტომ, იმის დასადგენად, თუ რამდენად სწრაფად ხვდება თასი მიწას, ვიყენებთ სიჩქარის ფორმულას, რომელიც უკავშირდება აჩქარებას და დროს.

V = გ.ტ.
V = 10. 2
V = 20 მ / წმ

კითხვა 3

სხეული დაეცემა მიწაზე თავისუფალი ვარდნისას 30 მ / წმ სიჩქარით. ჰაერის წინააღმდეგობის უგულებელყოფა და სიმძიმის აჩქარების გათვალისწინება 10 მ / წმ², რამდენ ხანს გაგრძელდა ეს ნაბიჯი?

ა) 4.0 წმ
ბ) 1.0 წმ
გ) 2.0 წმ
დ) 3.0 წმ

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: დ) დ) 3.0 წმ

დროის გამოსათვლელად, ჩვენ ვიყენებთ სიჩქარის ფორმულას:

ამიტომ, თავისუფალი ვარდნისას 30 მ / წმ სიჩქარით, მოძრაობამ 3 წამი გასტანა.

მიიღეთ მეტი ცოდნა ქვემოთ მოცემული ტექსტების წაკითხვით.

• უფასო საშემოდგომო ვარჯიშები
• ვერტიკალური გაშვება
• სიმძიმის აჩქარება
• გრავიტაციული ძალა
• თანაბრად მრავალფეროვანი მოძრაობა