דוגמאות לנפילה חופשית ומשיכה אנכית

ה נפילה חופשית וזריקה אנכית מהווים את שתי התנועות האנכיות החופשיות, המאופיינות בדרך זו על ידי היותן מיוחדות של רודף אחרי מסלול יחיד מלמעלה למטה (במקרה של נפילה חופשית) ומלמטה למעלה (במקרה של זריקה אֲנָכִי). הם נקראים חופשיים מכיוון שאין להם שום כוח חיכוך, כלומר מכיוון שהם נחשבים בצורה מופשטת שהם מבוצעים בוואקום.

הפשטות של שתי התנועות הללו, על ידי היעדר כוחות התנגדות, הופך אותם לאחד הראשונים שהצטרפו ללימוד מדעי הפיסיקה, המקובל בבתי ספר תיכוניים. בתרגילים הקשורים לשתי תנועות אלה, משקל או מסה אינם מעורבים, והעובדה שלא נחשב חיכוך פירושה שצורת הנייד שעולה או יורדת לא משנה.

הדבר המרכזי בנפילה חופשית ובזריקה אנכית הוא שהם שייכים לקטגוריה הפיזית של תנועה ישר, מגוונת באופן אחיד. פירוש הדבר שכאמור, הם הולכים בדרך אחת, שלא עוקבים אחריו במהירות אחת אלא עם יחיד תְאוּצָה: שהתאוצה היא השיחה כוח משיכה, עוצמה שעל כדור הארץ היא כ 9.8 מטר לשנייה, לכל שנייה.

(*) כאמור מתמטית, הוא 9.8 M / S², ומוסבר במידה שהחל ממצב התחלתי, בכל שנייה המהירות תהיה גדולה יותר 9.8 מטר לשנייה (מדד מהירות).

בזמן ש תכונות פיזיקליות של שתי התנועות

הם דומים, שונים במאפיינים מסוימים. אז ה ההבדלים העיקריים בין נפילה חופשית לזריקה אנכית:

הרשימה הבאה תכלול כמה דוגמאות לנפילה חופשית ודוגמאות אחרות לזריקה אנכית, תרגילים עם הפתרון המתאים להם המאפשרים את הבנתם.

תרגילים נפתרים של נפילה חופשית

1. כדור נשמט מבניין, שלוקח 8 שניות להגיע לקרקע. כמה מהר הכדור פוגע בקרקע? פתרון הבעיה: התקדמות בתאוצה של 9.81 M / S² למשך 8 שניות, כלומר הוא פוגע במהירות של 78 M / S.
2. בתרגיל הקודם, מה גובה הבניין? פתרון הבעיה: גובה הבניין מחושב כמחצית מהתאוצה, כפול ריבוע הזמן: במקרה זה הוא יהיה (½ * 9.81 M / S²) * (8S)². גובה הבניין הוא 313.92 מטר.
3. אובייקט נופל בנפילה חופשית ומגיע למהירות של 150 M / S. כמה זמן לקח ליפול? פתרון הבעיה: זה לוקח בערך 15 שניות.
4. מה המהירות הסופית של אובייקט הנופל חופשי שמתחיל מנוחה ונופל למשך 10 שניות? פתרון הבעיה: 98.1 מ '/ ש'
5. על כוכב לכת אחר, ניידים נזרקים ולוקח 20 שניות להגיע לקרקע, לשם הוא מגיע במהירות 4 M / S. מהי האצת הכבידה על הפלנטה ההיא? פתרון הבעיה: התאוצה שם היא 0.2 M / S².

תרגילים נפתרים של ירי אנכי

1. קליע משוגר אנכית כלפי מעלה במהירות ראשונית של 25 M / S. כמה זמן לוקח להגיע לנקודת המהירות המרבית שלך? פתרון הבעיה: חלק מ- 25 M / S, ומאבד 9.81 בכל שנייה. לכן זה ייקח 2.54 שניות להגיע לקרקע.
2. בתרגיל הקודם, מה הגובה המתאים למהירות המרבית? פתרון הבעיה: הגובה מחושב כמחצית המהירות ההתחלתית, כפול הזמן. כאן 12.5 M / S * 2.54 S = 31.85 מטר.
3. כדור נזרק כלפי מעלה במהירות התחלתית של 22 M / S. מה המהירות שלה ב -2 שניות? פתרון הבעיה: 2.38 M / S.
4. באיזו מהירות ראשונית יש לירות חץ אנכית כלפי מעלה כדי להגיע לגובה של 110 מטר תוך 5.4 שניות? פתרון הבעיה: ככל שהמהירות הולכת לאיבוד, אנו מתחילים מהגמר ותוספת הזמן וכוח המשיכה מתווספת: 110 M / S + 5.4 S * 9.81 M / S² = 162.97 M / S.
5. כמה זמן לוקח לנייד שנזרק כלפי מעלה במהירות התחלתית של 200 M / S עד לעצירה מוחלטת? פתרון הבעיה: זה לוקח 20.39 שניות.

לעקוב עם: