Exemple de chute libre

La chute libre Il existe lorsqu'un corps est lâché d'une hauteur X, avec une vitesse initiale nulle et qu'au cours de la chute il acquiert une accélération due à la force de gravité.

La chute libre des corps est une quantité physique qui fait référence à un mouvement vertical vers le bas, à partir du repos (vitesse initiale = 0), et idéalement sans aucun obstacle ou circonstance qui ralentit le mouvement. Tous les corps tombent à la même vitesse dans le vide. Dans l'air, cette propriété est perceptible pour les corps lourds, mais pas pour les corps légers, comme une feuille d'arbre ou un papier, car l'air produit des frictions, offrant une résistance qui ralentit le mouvement d'accélération de la chute libre.

La chute libre est un mouvement uniformément accéléré. Pour des raisons pratiques, nous ne prenons pas en compte l'effet du frottement de l'air. Pour effectuer les calculs de chute libre, nous utilisons une constante et trois variables. La constante est la valeur d'accélération de la pesanteur (g) qui est g = 981cm/s

² ou g = 9,81m/s². Cela signifie qu'un corps accélérera de 9,81 mètres par seconde. La première variable est la vitesse finale (v_{ou alors} ou v_F), qui est la vitesse que l'objet atteint à la fin du trajet. Une autre variable est le temps (t), c'est-à-dire le temps qu'il faut pour se rendre du point de départ à la fin du voyage. La troisième variable est la hauteur (h), qui est la distance entre le point de départ et la fin de l'itinéraire.

Comme nous pouvons le voir, la chute libre a les mêmes composants que le mouvement uniformément accéléré (MUA), et les formules sont équivalentes :

MUA <> CHUTE LIBRE
Accélération (a) <> gravité (g)
Vitesse initiale (v_{ou alors}) <> Vitesse initiale (v_{ou alors})
Vitesse fine (v_F) <> vitesse finale (v_F)
Distance (d) <> hauteur (a, h)
Temps (t) <> temps (t)

De même, les formules de résolution des variables de la chute libre correspondent à celles du mouvement uniformément accéléré.

MUA <> CHUTE LIBRE
Vitesse finale (pour une vitesse initiale de 0) :
V_F= a * t <> v_F= g * t
Temps (pour une vitesse de démarrage de 0) :
t = v_F / a <> t = v_F/ g
Hauteur (pour une vitesse initiale de 0) :
d = ½ ಠ<> h = ½ tonneau²

La chute libre peut être combinée avec une poussée initiale. Dans ce cas, les deux mouvements sont additionnés, suivant les formules du mouvement uniformément accéléré :

MUA <> CHUTE LIBRE
Vitesse finale :
V_F= v_{ou alors} + (a * t) <> v_F= v_{ou alors} + (g * t)
La météo:
t = (v_F -v_{ou alors}) / a <> t = (v_F-v_{ou alors}) / g
Modifie :
d = v_{ou alors}t + (½ à²) <> h = v_{ou alors}t + (½ gt²)

Les unités conventionnelles pour chaque élément sont :

g = m/s²
v_{ou alors} = m/s
v_F = m/s
h = m
t = s

De plus, des graphiques peuvent être construits à partir de chacune des variables. Les graphiques de temps et d'accélération seront des droites progressives dans le plan cartésien, tandis que les graphiques de distance seront courbes.

Exemples de problèmes de chute libre :

Problème 1: Calculez la vitesse finale d'un objet en chute libre, qui part du repos et tombe pendant 5,5 secondes. Construire un graphique.

V_{ou alors} = 0

g = 9,81 m/s2

t = 5,5 s

Formule v_F= g * t = 9,81 * 5,5 = 53,955 m / s

Problème 2: Calculer la vitesse finale d'un objet en chute libre, avec une impulsion initiale de 11 m/s et chute pendant 7,3 secondes. Construire un graphique.

V_{ou alors} = 11

g = 9,81 m/s2

t = 7,3 s

Formule = v_{ou alors} + (g * t) = 11 + (9,81 * 7,3) = 82,54 m/s

Problème 3: Calculez la hauteur à partir de laquelle un objet en chute libre a été projeté, prenant 6,5 secondes pour toucher le sol. Construire un graphique.

V_{ou alors} = 0

g = 9,81 m/s2

t = 6,5 s

formule = h = ½ gt² = .5* (9.81*6.5²) = 0,5 * 414,05 = 207,025 m

Problème 4: Calculez la hauteur à partir de laquelle un objet en chute libre a été projeté, avec une vitesse initiale de 10 m/s, qui a mis 4,5 secondes pour toucher le sol. Construire un graphique.

V_{ou alors} = 10

g = 9,81 m/s2

t = 4,5 s

Formule = h = v_{ou alors}t + (½ gt²) = (10*4.5) + (.5*[9.8*4.5²]) = 45 + .5* (9.81*6.5²) = 45 + (0,5 * 198,45) = 45 + 99,225 = 144,225 m