Brīvais kritiens ir kustības veids, kas rodas, kad ķermenis atrodas spēka ietekmē. Pamestais ķermenis, atpūšoties, gravitācijas ietekmē pārvietojas vertikāli lejup vērstā trajektorijā.
Netālu no zemes virsmas brīvais kritiens ir gravitācijas paātrinājuma (g) ietekmē, ņemot vērā nenozīmīgo gaisa vai vakuuma pretestību.
Šī kustība tiek klasificēta kā vienmērīgi paātrināta. Tas nozīmē, ka paātrinājums ir nemainīgs, jo ķermeņa kritiena ātrums katru sekundi palielinās ar ātrumu aptuveni 9,8 m / s.
Pretēju kustību, tas ir, metienu uz augšu, sauc par vienmērīgi palēninātu kustību, un virziena dēļ paātrinājums tiek uzskatīts par negatīvu.
brīvā kritiena formulas
Kā redzējām, brīvā kritiena kustība ir vienmērīgi paātrināta, jo pa taisnu, vertikālu ceļu paātrinājums ir nemainīgs.
Metot ķermeni no atpūtas uz leju, sākotnējais ātrums ir nulle (v0 = 0). Smaguma (g) iedarbībā būs vajadzīgs laiks (t), lai veiktu noteiktu attālumu (h). Tādējādi brīvo kritienu var aprakstīt ar vienādojumiem:
Bezmaksas kritiena ātruma aprēķins:
Kur,
v ir ātrums metros sekundē (m / s)
g ir gravitācijas paātrinājums metros sekundē kvadrātā (m / sek2)
t ir laika intervāls sekundēs (s)
Bezmaksas kritiena augstuma aprēķins:
Augstums (h) ir norādīts metros (m).
Torricelli vienādojums:
Torricelli vienādojums ir noderīgs, lai aprēķinātu problēmu krituma ātrumu bez laika datiem. Tādējādi mēs varam saistīt augstumu (h) ar ātrumu (v).
Atcerieties, ka g vērtība ir mainīga atkarībā no augstuma un platuma. Piemēram, vērtība 9,80665 m / s2 atbilst normālajam gravitācijas paātrinājumam 45º platuma grādos un jūras līmenī. Tomēr parasti vērtību tuvina līdz 10 m / s2 vingrinājumos, lai atvieglotu aprēķinus, jo tuvu virsmai to var uzskatīt par nemainīgu.
Bezmaksas kritiena grafika
Grafiski kustības ātrums attiecībā pret laiku tiek izteikts augšupejošā taisnā līnijā un pozīcijas variācija laika gaitā parabolā.
Bezmaksas Fall vingrinājumi
jautājums 1
Tā kā ķermenis atrodas tuvu zemes virsmai, pakļauts gravitācijas paātrinājumam 10 m / s2, tiek pamests un pēc 2 sekundēm ietriecas zemē, no kāda augstuma ķermenis brīvi krita?
a) 10 m
b) 15 m
c) 20 m
d) 30 m
Pareiza alternatīva: c) 20 m
Ņemiet vērā, ka ķermenis ir pamests, tāpēc sākotnējais ātrums ir nulle. Paziņojums dod mums 2 kauliņus, paātrinājumu un laiku, lai noteiktu augstumu. Tāpēc mēs varam izmantot stundas pozīcijas vienādojumu:
Tāpēc pamests ķermenis no 20 metru augstuma zemi sasniedz 2 sekundēs.
2. jautājums
Marta notrieca krūzīti, kas atspiedās uz vietas. Zinot, ka objektam vajadzēja 2 sekundes, lai sasniegtu zemi, kāds ir ātrums, ko kauss iegūst kustības laikā, zinot, ka gravitācijas paātrinājums ir 10 m / s2?
a) 30 m / s
b) 20 m / s
c) 15 m / s
d) 10 m / s
Pareiza alternatīva:) 20 m / s
Ātrums brīvā kritiena kustībā palielinās nemainīgā ātrumā. Tāpēc, lai noteiktu, cik ātri kauss ietriecas zemē, mēs izmantojam ātruma formulu, kas attiecas uz paātrinājumu un laiku.
V = gt
V = 10. 2
V = 20 m / s
3. jautājums
Brīvā kritienā ķermenis tiek nolaists zemē ar ātrumu 30 m / s. Novērojot gaisa pretestību un ņemot vērā gravitācijas paātrinājumu 10 m / s2, cik ilgi pārvietošanās turpinājās?
a) 4,0 s
b) 1,0 s
c) 2,0 s
d) 3,0 s
Pareiza alternatīva: d) d) 3,0 s
Lai aprēķinātu laiku, mēs izmantojam ātruma formulu:
Tāpēc brīvajā kritienā ar ātrumu 30 m / s kustība ilga 3 sekundes.
Iegūstiet vairāk zināšanu, lasot zemāk esošos tekstus.
- Bezmaksas Fall vingrinājumi
- Vertikāla palaišana
- gravitācijas paātrinājums
- gravitācijas spēks
- vienmērīgi daudzveidīga kustība
