Voľný pád je druh pohybu, ku ktorému dochádza, keď je telo pod vplyvom sily. Opustené telo sa od pokoja pohybuje vertikálne v trajektórii nadol v dôsledku pôsobenia gravitácie.
V blízkosti zemského povrchu je voľný pád pod vplyvom gravitačného zrýchlenia (g), berúc do úvahy zanedbateľný odpor vzduchu alebo vákua.
Tento pohyb je klasifikovaný ako rovnomerne akcelerovaný. To znamená, že zrýchlenie je konštantné, pretože rýchlosť, pri ktorej telo klesá, sa zvyšuje rýchlosťou približne 9,8 m / s každú sekundu.
Opačný pohyb, to znamená vrh nahor, sa nazýva rovnomerne spomalený pohyb a z dôvodu smeru sa zrýchlenie považuje za záporné.
vzorce pre voľný pád
Ako sme videli, voľný pád je rovnomerne zrýchlený pohyb, pretože zrýchlenie je konštantné pozdĺž priamej vertikálnej dráhy.
Pri odhodení tela z pokoja je počiatočná rýchlosť nulová (v0 = 0). Pôsobením gravitácie (g) bude istý čas (t) trvať, kým prejde určitú vzdialenosť (h). Voľný pád teda môžeme opísať rovnicami:
Výpočet rýchlosti pádu zadarmo:
Kde,
v je rýchlosť v metroch za sekundu (m / s)
g je gravitačné zrýchlenie, v metroch za sekundu na druhú (m / s2)
t je časový interval v sekundách (s)
Výpočet výšky pádu zadarmo:
Výška (h) sa udáva v metroch (m).
Torricelliho rovnica:
Torricelliho rovnica je užitočná na výpočet rýchlosti poklesu problémov bez časových údajov. Môžeme teda vzťahovať výšku (h) k rýchlosti (v).
Pamätajte, že hodnota g je premenlivá v závislosti od nadmorskej výšky a zemepisnej šírky. Napríklad hodnota 9,80665 m / s2 zodpovedá normálnemu gravitačnému zrýchleniu pri 45 ° zemepisnej šírky a pri hladine mora. Je však bežné priblížiť hodnotu k 10 m / s2 v cvičeniach na uľahčenie výpočtov, pretože blízko povrchu je možné považovať to za konštantné.
Grafika voľného pádu
Graficky je rýchlosť pohybu vzhľadom na čas vyjadrená vo vzostupnej priamke a zmena polohy v čase v parabole.
Cvičenie voľného pádu
Otázka 1
Zatiaľ čo teleso blízko zemského povrchu je vystavené gravitačnému zrýchleniu 10 m / s2, je opustený a po 2 sekundách dopadne na zem, z akej výšky telo voľne spadlo?
a) 10 m
b) 15 m
c) 20 m
d) 30 m
Správna alternatíva: c) 20 m
Upozorňujeme, že telo bolo opustené, takže počiatočná rýchlosť je nulová. Výrok nám dáva 2 kocky, zrýchlenie a čas, aby sme mohli určiť výšku. Preto môžeme použiť hodinovú polohovú rovnicu:
Preto opustené telo z výšky 20 metrov dosiahne zem za 2 sekundy.
otázka 2
Marta prevrátila pohár, ktorý sa opieral o miesto. S vedomím, že predmetu trvalo 2 sekundy, kým sa dostal na zem, aká je rýchlosť získaná pohárom počas pohybu s vedomím, že gravitačné zrýchlenie je 10 m / s2?
a) 30 m / s
b) 20 m / s
c) 15 m / s
d) 10 m / s
Správna alternatíva:) 20 m / s
Rýchlosť pohybu voľným pádom sa zvyšuje konštantnou rýchlosťou. Preto na určenie toho, ako rýchlo pohár dopadne na zem, použijeme vzorec rýchlosti, ktorý súvisí so zrýchlením a časom.
V = g.t.
V = 10. 2
V = 20 m / s
otázka 3
Telo spadne na zem voľným pádom rýchlosťou 30 m / s. Zanedbanie odporu vzduchu a zváženie gravitačného zrýchlenia 10 m / s2, ako dlho trval ťah?
a) 4,0 s
b) 1,0 s
c) 2,0 s
d) 3,0 s
Správna alternatíva: d) d) 3,0 s
Na výpočet času použijeme vzorec rýchlosti:
Preto pri voľnom páde rýchlosťou 30 m / s trval pohyb 3 sekundy.
Získajte viac vedomostí čítaním nižšie uvedených textov.
- Cvičenie voľného pádu
- Vertikálne spustenie
- gravitačné zrýchlenie
- Gravitačná sila
- rovnomerne rôznorodý pohyb
