Fritt falleksempel

De fritt fall Den eksisterer når en kropp frigjøres fra høyden X, med en starthastighet på null, og i løpet av høsten får den akselerasjon på grunn av tyngdekraften.

De fritt fall av legemer er en fysisk størrelse som refererer til en vertikal bevegelse nedover, starter fra hvile (starthastighet = 0), og ideelt sett uten hindringer eller omstendigheter som bremser bevegelse. Alle kropper faller med samme hastighet i vakuum. I luften er denne egenskapen merkbar for tunge kropper, men ikke for lette kropper, for eksempel et treblad eller en papir, fordi luften produserer friksjon og gir en motstand som senker fallets akselerasjonsbevegelse gratis.

Fritt fall er en jevnt akselerert bevegelse. For praktiske formål tar vi ikke hensyn til effekten av luftfriksjon. For å beregne fritt fall bruker vi en konstant og tre variabler. Konstanten er akselerasjonsverdien av tyngdekraften (g) som er g = 981cm / s² eller g = 9,81m / s². Dette betyr at en kropp vil akselerere 9,81 meter hvert sekund. Den første variabelen er den endelige hastigheten (v

_eller eller v_F), som er hastigheten objektet når på slutten av reisen. En annen variabel er tid (t), som er hvor lang tid det tar å reise fra startpunktet til slutten av reisen. Den tredje variabelen er høyden (h), som er avstanden fra startpunktet til slutten av ruten.

Som vi kan se, har fritt fall de samme komponentene som MUA (Uniformly Accelerated Motion), og formlene er ekvivalente:

MUA <> GRATIS FALL
Akselerasjon (a) <> tyngdekraften (g)
Starthastighet (v_eller) <> Starthastighet (v_eller)
Fin hastighet (v_F) <> slutthastighet (v_F)
Avstand (d) <> høyde (a, h)
Tid (t) <> tid (t)

Likeledes tilsvarer formlene for å løse variablene for fritt fall de for jevnt akselerert bevegelse.

MUA <> GRATIS FALL
Endelig hastighet (for en innledende hastighet på 0):
V_F= a * t <> v_F= g * t
Tid (for en starthastighet på 0):
t = v_F / a <> t = v_F/ g
Høyde (for en innledende hastighet på 0):
d = ½ kl² <> h = ½ gt²

Fritt fall kan kombineres med et første trykk. I dette tilfellet blir begge bevegelsene lagt til, i henhold til formlene for den jevnt akselererte bevegelsen:

MUA <> GRATIS FALL
Endelig hastighet:
V_F= v_eller + (a * t) <> v_F= v_eller + (g * t)
Vær:
t = (v_F - v_eller) / a <> t = (v_F- v_eller) / g
Endrer:
d = v_ellert + (½ kl²) <> h = v_ellert + (½ gt²)

De konvensjonelle enhetene for hvert element er:

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

I tillegg kan grafer konstrueres fra hver av variablene. Tids- og akselerasjonsgrafene vil være progressive rette linjer i det kartesiske planet, mens avstandsgrafene blir buet.

Eksempler på frie fallproblemer:

Oppgave 1: Beregn den endelige hastigheten til et objekt i fritt fall, som starter fra hvile og faller i 5,5 sekunder. Bygg graf.

V_eller = 0

g = 9,81 m / s2

t = 5,5 s

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

Oppgave 2: Beregn den endelige hastigheten til et objekt i fritt fall, med en innledende impuls på 11 m / s og fall i 7,3 sekunder. Bygg graf.

V_eller = 11

g = 9,81 m / s2

t = 7,3 s

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

Oppgave 3: Beregn høyden som en fritt fallende gjenstand ble kastet fra, og tok 6,5 sekunder å treffe bakken. Bygg graf.

V_eller = 0

g = 9,81 m / s2

t = 6,5 s

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

Oppgave 4: Beregn høyden som et objekt i fritt fall ble kastet fra, med en innledende hastighet på 10 m / s, som det tok 4,5 sekunder å treffe bakken. Bygg graf.

V_eller = 10

g = 9,81 m / s2

t = 4,5 s

Formel = h = v_ellert + (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