W naszym codziennym życiu możemy powiedzieć, że swobodny ruch spadania jest niemożliwy, ponieważ nie możemy uniknąć wpływu oporu powietrza. Jedynym sposobem na uzyskanie swobodnego ruchu opadania jest w laboratorium urządzenie zwane rurką Newtona. W tym urządzeniu próżnię uzyskuje się poprzez usunięcie powietrza przez pompę ssącą. Dzięki temu urządzeniu możemy z dobrym przybliżeniem rozważyć ruch swobodnego spadania.
Kiedy ciało jest w ruchu swobodnego spadania, działa na nie tylko jedna siła, siła ciężaru. Siła ciężaru działająca na swobodnie spadające ciało działa w tym samym kierunku co ruch, a więc jest to ruch typu MRUV (jednostajnie zróżnicowany ruch prostoliniowy). Dzięki temu mamy możliwość korzystania z funkcji matematycznych opisujących MRUV.
Aby ułatwić nasze badanie ruchu swobodnego spadania, możemy zastąpić niektóre zmienne.
- widzieliśmy, że trajektoria, którą opisuje ciało w ruchu swobodnego spadania, jest zawsze prosta i pionowa, możemy podstawić zmienną S (pozycja) na zmienną H związaną z osią pionową.
- moduł przyspieszenia ciała podczas swobodnego spadania jest równy modułowi przyspieszenia ziemskiego (g).
- oś odniesienia jest osią pionową skierowaną w dół, z punktem początkowym ustalonym w punkcie, w którym ciało zostanie zrzucone.
- w powyższych warunkach: położenie początkowe ciała i jego prędkość początkowa są zerowe (H = 0 i v = 0).
- ponieważ przyspieszenie ziemskie wynosi (g) i jest skierowane w dół, jego wartość będzie zawsze dodatnia.
Poniżej mamy tabelę z głównymi funkcjami MRUV i odpowiednimi funkcjami ruchu swobodnego spadania.
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/funcoes-horarias-que-descrevem-movimento-queda-livre.htm