Exemples de chute libre et de lancer vertical

La chute libre et lancer vertical constituent les deux mouvements verticaux libres, caractérisés de la sorte par avoir la particularité de poursuivre un trajectoire unique de haut en bas (en cas de chute libre) et de bas en haut (en cas de tir verticale). Elles sont dites libres parce qu'elles n'ont aucune force de frottement, c'est-à-dire parce qu'elles sont considérées de manière abstraite qu'elles sont réalisées dans le vide.

La simplicité de ces deux mouvements, par la absence de forces de résistance, fait d'eux l'un des premiers à rejoindre l'apprentissage des sciences physiques, courant dans les écoles secondaires. Dans les exercices associés à ces deux mouvements, le poids ou la masse n'interviennent pas, et le fait que les frottements ne soient pas pris en compte signifie que la forme du mobile qui monte ou descend n'a pas d'importance.

L'élément central de la chute libre et du lancer vertical est qu'ils appartiennent à la catégorie physique du mouvement rectiligne, uniformément varié

. Cela signifie que, comme indiqué, ils poursuivent un seul chemin, qui ne la suivent pas avec une seule vitesse mais avec une seule accélération: cette accélération est l'appel la gravité, une magnitude qui sur terre est d'environ 9,8 mètres par seconde, pour chaque seconde.

(*) Exprimé mathématiquement, il est de 9,8 M/S², et cela s'explique dans la mesure où à partir d'une position initiale, à chaque seconde, la vitesse sera supérieure de 9,8 mètres par seconde (une mesure de la vitesse).

Tandis que le propriétés physiques des deux mouvements ils sont similaires, diffèrent par certaines caractéristiques. Puis le principales différences entre chute libre et lancer vertical:

La liste suivante comprendra quelques exemples de chute libre et d'autres exemples de lancer vertical, des exercices avec leur solution correspondante qui facilitent leur compréhension.

Exercices résolus de chute libre

1. Une balle est lâchée d'un bâtiment, ce qui prend 8 secondes pour atteindre le sol. À quelle vitesse la balle touche-t-elle le sol? Résolution: Avance à une accélération de 9,81 M/S² pendant 8 secondes, c'est-à-dire qu'il frappe à une vitesse de 78 M / S.
2. Dans l'exercice précédent, quelle est la hauteur du bâtiment? Résolution: La hauteur du bâtiment est calculée comme la moitié de l'accélération, multipliée par le carré du temps: dans ce cas, elle sera (½ * 9,81 M / S²) * (8S)². La hauteur du bâtiment est de 313,92 mètres.
3. Un objet tombe en chute libre et atteint une vitesse de 150 M/S. Combien de temps a-t-il mis pour tomber? Résolution: Cela prend environ 15 secondes.
4. Quelle est la vitesse finale d'un objet en chute libre qui part du repos et tombe pendant 10 secondes? Résolution: 98,1 H/S.
5. Sur une autre planète, un mobile est lancé et met 20 secondes pour atteindre le sol, où il arrive avec une vitesse de 4 M/S. Quelle est l'accélération de la gravité sur cette planète ? Résolution: L'accélération y est de 0,2 M/S².

Exercices résolus de tir vertical

1. Un projectile est lancé verticalement vers le haut avec une vitesse initiale de 25 M/S. Combien de temps faut-il pour atteindre votre point de vitesse maximale? Résolution: Fait partie du 25 M/S, et perd 9,81 à chaque seconde. Par conséquent, il faudra 2,54 secondes pour atteindre le sol.
2. Dans l'exercice précédent, quelle est la hauteur correspondant à la vitesse maximale? Résolution: La hauteur est calculée comme la moitié de la vitesse initiale, multipliée par le temps. Ici 12,5 M/S * 2,54 S = 31,85 mètres.
3. Une balle est lancée vers le haut avec une vitesse initiale de 22 M/S. Quelle est sa vitesse à 2 secondes? Résolution: 2,38 H/S.
4. Avec quelle vitesse initiale une flèche doit-elle être tirée verticalement vers le haut pour atteindre une hauteur de 110 mètres en 5,4 secondes? Résolution: Comme la vitesse est perdue, on part du final et le produit du temps et de la gravité s'ajoute: 110 M/S + 5,4 S * 9,81 M/S² = 162,97 H/S.
5. Combien de temps faut-il à un mobile projeté vers le haut avec une vitesse initiale de 200 M/S pour s'arrêter complètement? Résolution: Cela prend 20,39 secondes.

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