Prosti padec je vrsta gibanja, ki se zgodi, ko je telo pod vplivom sile. Zapuščeno telo se od mirovanja zaradi gravitacije premika navpično po padajoči poti.
Blizu zemeljske površine je prosti padec pod vplivom gravitacijskega pospeška (g) glede na zanemarljiv zračni ali vakuumski upor.
To gibanje je razvrščeno kot enakomerno pospešeno. To pomeni, da je pospešek konstanten, saj hitrost, s katero telo pade, narašča s hitrostjo približno 9,8 m / s vsako sekundo.
Nasprotno gibanje, to je met navzgor, se imenuje enakomerno zakasnjeno gibanje in zaradi smeri se pospešek šteje za negativen.
formule za prosti padec
Kot smo videli, je prosti padec enakomerno pospešeno gibanje, ker je pospešek konstanten po ravni, navpični poti.
Pri metanju telesa navzdol iz mirovanja je začetna hitrost enaka nič (v0 = 0). Pod delovanjem gravitacije (g) bo potreben čas (t), da prevozi določeno razdaljo (h). Tako lahko prosti padec opišemo z enačbami:
Izračun hitrosti prostega padca:
Kje,
v hitrost v metrih na sekundo (m / s)
g pospešek gravitacije v metrih na sekundo na kvadrat (m / s2)
t je časovni interval v sekundah
Izračun višine prostega padca:
Višina (h) je podana v metrih (m).
Torricellijeva enačba:
Torricellijeva enačba je uporabna za izračun stopnje padca problemov brez časovnih podatkov. Tako lahko višino (h) povežemo s hitrostjo (v).
Ne pozabite, da je vrednost g spremenljiva glede na nadmorsko višino in širino. Na primer vrednost 9,80665 m / s2 ustreza normalnemu pospešku gravitacije na 45 ° zemljepisne širine in na morski gladini. Vendar je običajno vrednost približati na 10 m / s2 pri vajah za lažje izračune, saj je blizu površine mogoče šteti za konstanto.
Grafika prostega padca
Grafično je hitrost gibanja glede na čas izražena v naraščajoči ravni črti in spreminjanje položaja skozi čas v paraboli.
Vaje za prosti padec
Vprašanje 1
Medtem ko je telo blizu zemeljske površine z gravitacijskim pospeškom 10 m / s2, je zapuščen in po 2 sekundah udari o tla, s katere višine je telo prosto padlo?
a) 10 m
b) 15 m
c) 20 m
d) 30 m
Pravilna alternativa: c) 20 m
Upoštevajte, da je bilo telo zapuščeno, zato je začetna hitrost enaka nič. Izjava nam poda 2 kocki, pospešek in čas za določitev višine. Zato lahko uporabimo urno enačbo položaja:
Zato zapuščeno telo z višine 20 metrov doseže tla v 2 sekundah.
2. vprašanje
Marta je podrla skodelico, ki je počivala na mestu. Ko vemo, da je predmet potreboval 2 sekundi, da doseže tla, kakšno hitrost pridobi skodelica med gibanjem, saj vemo, da je gravitacijski pospešek 10 m / s2?
a) 30 m / s
b) 20 m / s
c) 15 m / s
d) 10 m / s
Pravilna alternativa:) 20 m / s
Hitrost gibanja v prostem padu narašča s konstantno hitrostjo. Zato za določitev, kako hitro skodelica udari ob tla, uporabimo formulo hitrosti, ki povezuje pospešek in čas.
V = g.t
V = 10. 2
V = 20 m / s
3. vprašanje
Telo v prostem padu s hitrostjo 30 m / s pade na tla. Zanemarjanje zračnega upora in upoštevanje gravitacijskega pospeška 10 m / s2, kako dolgo je trajala selitev?
a) 4,0 s
b) 1,0 s
c) 2,0 s
d) 3,0 s
Pravilna alternativa: d) d) 3,0 s
Za izračun časa uporabimo formulo hitrosti:
Zato je pri prostem padu s hitrostjo 30 m / s gibanje trajalo 3 sekunde.
Pridobite več znanja z branjem spodnjih besedil.
- Vaje za prosti padec
- Vertikalni zagon
- gravitacijski pospešek
- gravitacijska sila
- enakomerno raznoliko gibanje
