Παραδείγματα ελεύθερης πτώσης και κάθετης έλξης

ο ελεύθερη πτώση και κάθετη ρίψη αποτελούν τις δύο ελεύθερες κάθετες κινήσεις, που χαρακτηρίζονται με αυτόν τον τρόπο έχοντας την ιδιαιτερότητα της επιδίωξης α απλή τροχιά από πάνω προς τα κάτω (σε περίπτωση ελεύθερης πτώσης) και από κάτω προς τα πάνω (σε περίπτωση βολής κατακόρυφος). Ονομάζονται ελεύθεροι επειδή δεν έχουν δύναμη τριβής, δηλαδή επειδή θεωρούνται με αφηρημένο τρόπο ότι εκτελούνται υπό κενό.

Η απλότητα αυτών των δύο κινήσεων, από το απουσία δυνάμεων αντίστασης, τους κάνει έναν από τους πρώτους που συμμετείχαν στη μάθηση της φυσικής επιστήμης, συνηθισμένος στα γυμνάσια. Στις ασκήσεις που σχετίζονται με αυτές τις δύο κινήσεις, το βάρος ή η μάζα δεν εμπλέκονται και το γεγονός ότι η τριβή δεν λαμβάνεται υπόψη σημαίνει ότι το σχήμα του κινητού που ανεβαίνει ή πέφτει δεν έχει σημασία.

Το κεντρικό πράγμα για την ελεύθερη πτώση και την κάθετη ρίψη είναι ότι ανήκουν στη φυσική κατηγορία του ευθύγραμμη κίνηση, ομοιόμορφα ποικίλη. Αυτό σημαίνει ότι, όπως αναφέρεται, επιδιώκουν ένα μονοπάτι

, που δεν το ακολουθούν με μία μόνο ταχύτητα αλλά με μία επιτάχυνση: ότι η επιτάχυνση είναι η κλήση βαρύτητα, ένα μέγεθος που στη γη είναι περίπου 9,8 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, για κάθε δευτερόλεπτο.

(*) Δηλωμένο μαθηματικά, είναι 9,8 M / S², και εξηγείται στο βαθμό που ξεκινώντας από μια αρχική θέση, σε κάθε δευτερόλεπτο η ταχύτητα θα είναι 9,8 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (ένα μέτρο ταχύτητας) μεγαλύτερη.

Ενώ το φυσικές ιδιότητες και των δύο κινήσεων είναι παρόμοια, διαφέρουν σε ορισμένα χαρακτηριστικά. Μετά το κύριες διαφορές μεταξύ της ελεύθερης πτώσης και της κάθετης ρίψης:

Η ακόλουθη λίστα θα περιλαμβάνει μερικά παραδείγματα ελεύθερης πτώσης και άλλα παραδείγματα κάθετης ρίψης, ασκήσεις με την αντίστοιχη λύση που διευκολύνουν την κατανόησή τους.

Επιλυμένες ασκήσεις ελεύθερης πτώσης

1. Μια μπάλα πέφτει από ένα κτίριο, το οποίο διαρκεί 8 δευτερόλεπτα για να φτάσει στο έδαφος. Πόσο γρήγορα χτυπάει η μπάλα στο έδαφος; Ανάλυση: Προχωρά με επιτάχυνση 9,81 M / S² για 8 δευτερόλεπτα, δηλαδή, φτάνει με ταχύτητα 78 M / S.
2. Στην προηγούμενη άσκηση, ποιο είναι το ύψος του κτιρίου; Ανάλυση: Το ύψος του κτιρίου υπολογίζεται ως η μισή επιτάχυνση, επί το τετράγωνο του χρόνου: σε αυτήν την περίπτωση, θα είναι (9. * 9,81 M / S²) * (8S)². Το ύψος του κτηρίου είναι 313,92 μέτρα.
3. Ένα αντικείμενο πέφτει σε ελεύθερη πτώση και φτάνει σε ταχύτητα 150 M / S. Πόσο καιρό χρειάστηκε για να πέσει; Ανάλυση: Χρειάζονται περίπου 15 δευτερόλεπτα.
4. Ποια είναι η τελική ταχύτητα ενός αντικειμένου που πέφτει ελεύθερα και ξεκινά από την ανάπαυση και πέφτει για 10 δευτερόλεπτα; Ανάλυση: 98,1 Μ / Δ
5. Σε έναν άλλο πλανήτη, ένα κινητό ρίχνεται και διαρκεί 20 δευτερόλεπτα για να φτάσει στο έδαφος, όπου φτάνει με ταχύτητα 4 M / S. Ποια είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας σε αυτόν τον πλανήτη; Ανάλυση: Η επιτάχυνση εκεί είναι 0,2 M / S².

Επιλυμένες ασκήσεις κάθετης λήψης

1. Ένα βλήμα εκτοξεύεται κάθετα προς τα πάνω με αρχική ταχύτητα 25 M / S. Πόσος χρόνος χρειάζεται για να φτάσετε στο σημείο της μέγιστης ταχύτητας; Ανάλυση: Μέρος των 25 M / S και χάνει 9,81 κάθε δευτερόλεπτο. Επομένως, θα χρειαστούν 2,54 δευτερόλεπτα για να φτάσετε στο έδαφος.
2. Στην προηγούμενη άσκηση, ποιο είναι το ύψος που αντιστοιχεί στη μέγιστη ταχύτητα; Ανάλυση: Το ύψος υπολογίζεται ως το ήμισυ της αρχικής ταχύτητας, πολλαπλασιαζόμενο επί το χρόνο. Εδώ 12,5 M / S * 2,54 S = 31,85 μέτρα.
3. Μια μπάλα ρίχνεται προς τα πάνω με αρχική ταχύτητα 22 M / S. Ποια είναι η ταχύτητά του στα 2 δευτερόλεπτα; Ανάλυση: 2,38 Μ / Δ
4. Με ποια αρχική ταχύτητα πρέπει ένα βέλος να πυροβολείται κάθετα προς τα πάνω για να φτάσει σε ύψος 110 μέτρων σε 5,4 δευτερόλεπτα; Ανάλυση: Καθώς η ταχύτητα χάνεται, ξεκινάμε από τον τελικό και προστίθεται το προϊόν του χρόνου και της βαρύτητας: 110 M / S + 5,4 S * 9,81 M / S² = 162,97 Μ / Δ
5. Πόσο καιρό χρειάζεται για να φτάσει ένα κινητό που ξεκινά προς τα πάνω με αρχική ταχύτητα 200 M / S; Ανάλυση: Χρειάζονται 20,39 δευτερόλεπτα.

Ακολουθήστε με: