Ingyenes esés példa

A szabadesés Akkor létezik, amikor egy testet elengednek az X magasságból, kezdeti sebessége nulla, és az esés során gyorsulást nyer a gravitációs erő miatt.

A szabadesés a testek fizikai nagysága, amely függőleges irányú mozgásra utal lefelé, nyugalmi helyzetből indulva (kezdeti sebesség = 0), és ideális esetben minden olyan akadály vagy körülmény nélkül, amely lelassítja a sebességet mozgalom. Minden test azonos sebességgel esik le egy vákuumban. A levegőben ez a tulajdonság nehéz testeknél észrevehető, de könnyű testeknél, például egy falevélnél vagy a papír, mert a levegő súrlódást produkál, ellenállást kínálva, amely lassítja az esés gyorsulási mozgását ingyenes.

A Free Fall egy egyenletesen gyorsított mozgás. Gyakorlati célokból nem vesszük figyelembe a légsúrlódás hatását. A szabadesés kiszámításához állandót és három változót használunk. Az állandó a gravitáció gyorsulási értéke (g), amely g = 981cm / s² vagy g = 9,81 m / s². Ez azt jelenti, hogy egy test másodpercenként 9,81 métert gyorsul fel. Az első változó a végsebesség (v

_vagy vagy v_F), amely az a sebesség, amelyet az objektum elér az utazás végén. Egy másik változó az idő (t), vagyis mennyi idő alatt lehet utazni a kiindulási ponttól az út végéig. A harmadik változó a magasság (h), amely a kezdőponttól az útvonal végéig terjedő távolság.

Mint láthatjuk, a szabad esésnek ugyanazok az összetevői vannak, mint az egyenletesen gyorsított mozgásnak (MUA), és a képletek egyenértékűek:

MUA <> INGYENES ESET
Gyorsulás (a) <> gravitáció (g)
Kezdeti sebesség (v_vagy) <> Kezdeti sebesség (v_vagy)
Finom sebesség (v_F) <> végsebesség (v_F)
Távolság (d) <> magasság (a, h)
Idő (t) <> idő (t)

Hasonlóképpen, a változók szabad esés megoldására szolgáló képletek megegyeznek az egyenletesen gyorsított mozgáséval.

MUA <> INGYENES ESET
Végsebesség (0 kezdősebesség esetén):
V_F= a * t <> v_F= g * t
Idő (0 kezdési sebesség esetén):
t = v_F / a <> t = v_F/ g
Magasság (0 kezdeti sebesség esetén):
d = ½ at² <> h = ½ gt²

A szabad esés kombinálható kezdeti lökéssel. Ebben az esetben mindkét mozgás hozzáadódik, az egyenletesen gyorsított mozgás képleteit követve:

MUA <> INGYENES ESET
Végsebesség:
V_F= v_vagy + (a * t) <> v_F= v_vagy + (g * t)
Időjárás:
t = (v_F - v_vagy) / a <> t = (v_F- v_vagy) / g
Megváltoztatja:
d = v_vagyt + (½ at²) <> h = v_vagyt + (½ gt²)

Az egyes elemek hagyományos egységei:

g = m / s²
v_vagy = m / s
v_F = m / s
h = m
t = s

Ezenkívül az egyes változókból grafikonok készíthetők. Az idő és a gyorsulás grafikonjai progresszív egyenesek lesznek a derékszögű síkban, míg a távolság grafikonok görbék lesznek.

Példák a szabadesés problémáira:

1. feladat: Számítsa ki egy tárgy végsebességét szabad esésben, amely nyugalmi helyzetből indul és 5,5 másodpercre esik. Build-grafikon.

V_vagy = 0

g = 9,81 m / s2

t = 5,5 s

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

2. feladat: Számítsa ki egy tárgy végsebességét szabad esésben, kezdeti impulzusa 11 m / s, és 7,3 másodpercre esik. Build-grafikon.

V_vagy = 11

g = 9,81 m / s2

t = 7,3 s

Képlet = v_vagy + (g * t) = 11 + (9,81 * 7,3) = 82,54 m / s

3. feladat: Számítsa ki azt a magasságot, ahonnan egy szabadon eső tárgyat dobtak, amelynek 6,5 másodperc kellett a földhöz. Build-grafikon.

V_vagy = 0

g = 9,81 m / s2

t = 6,5 s

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

4. feladat: Számítsa ki azt a magasságot, ahonnan egy tárgyat szabad zuhanásban dobtak, kezdeti sebessége 10 m / s, amelynek 4,5 másodpercig tartott a talajra érése. Build-grafikon.

V_vagy = 10

g = 9,81 m / s2

t = 4,5 s

Képlet = h = v_vagyt + (½ gt²) = (10*4.5) + (.5*[9.8*4.5²]) = 45 + .5* (9.81*6.5²) = 45 + (, 5 * 198,45) = 45 + 99,225 = 144,225 m