Exemplu de cădere liberă

cădere liberă Există atunci când un corp este eliberat de la o înălțime X, cu o viteză inițială zero și în timpul căderii capătă accelerație datorită forței de greutate.

cădere liberă corpurilor este o cantitate fizică care se referă la o mișcare verticală în jos, pornind de la repaus (viteza inițială = 0) și, în mod ideal, fără niciun obstacol sau circumstanță care încetinește circulaţie. Toate corpurile cad cu aceeași viteză în vid. În aer, această proprietate este vizibilă pentru corpurile grele, dar nu și pentru corpurile ușoare, cum ar fi o frunză de copac sau un hârtie, deoarece aerul produce frecare, oferind o rezistență care încetinește mișcarea de accelerație a căderii gratuit.

Căderea liberă este o mișcare accelerată uniform. În scopuri practice, nu luăm în considerare efectul fricțiunii aerului. Pentru a face calculele căderii libere, folosim o constantă și trei variabile. Constanta este valoarea de accelerație a gravitației (g) care este g = 981cm / s² sau g = 9,81 m / s². Aceasta înseamnă că un corp va accelera 9,81 metri în fiecare secundă. Prima variabilă este viteza finală (v

_sau sau v_F), care este viteza pe care o atinge obiectul la sfârșitul călătoriei. O altă variabilă este timpul (t), adică cât durează călătoria de la punctul de plecare până la sfârșitul călătoriei. A treia variabilă este înălțimea (h), care este distanța de la punctul de plecare până la sfârșitul traseului.

După cum putem vedea, căderea liberă are aceleași componente ca și Mișcarea accelerată uniform (MUA), iar formulele sunt echivalente:

MUA <> CAZARE GRATUITĂ
Accelerație (a) <> gravitație (g)
Viteza inițială (v_sau) <> Viteza inițială (v_sau)
Viteza fină (v_F) <> viteza finală (v_F)
Distanță (d) <> înălțime (a, h)
Timp (t) <> timp (t)

La fel, formulele pentru rezolvarea variabilelor pentru cădere liberă corespund cu cele pentru mișcare accelerată uniform.

MUA <> CAZARE GRATUITĂ
Viteza finală (pentru o viteză inițială de 0):
V_F= a * t <> v_F= g * t
Timp (pentru o viteză de pornire de 0):
t = v_F / a <> t = v_F/ g
Înălțime (pentru o viteză inițială de 0):
d = ½ la² <> h = ½ gt²

Căderea liberă poate fi combinată cu o împingere inițială. În acest caz ambele mișcări sunt adăugate, urmând formulele mișcării uniform accelerate:

MUA <> CAZARE GRATUITĂ
Viteza finală:
V_F= v_sau + (a * t) <> v_F= v_sau + (g * t)
Vreme:
t = (v_F - v_sau) / a <> t = (v_F- v_sau) / g
Modificări:
d = v_saut + (½ la²) <> h = v_saut + (½ gt²)

Unitățile convenționale pentru fiecare element sunt:

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

În plus, graficele pot fi construite din fiecare dintre variabile. Graficele de timp și de accelerație vor fi linii drepte progresive în plan cartezian, în timp ce graficele de distanță vor fi curbate.

Exemple de probleme de cădere liberă:

Problema 1: Calculați viteza finală a unui obiect în cădere liberă, care începe din repaus și cade timp de 5,5 secunde. Construiți graficul.

V_sau = 0

g = 9,81 m / s2

t = 5,5 s

Formula v_F= g * t = 9,81 * 5,5 = 53.955 m / s

Problema 2: Calculați viteza finală a unui obiect în cădere liberă, cu un impuls inițial de 11 m / s și scade timp de 7,3 secunde. Construiți graficul.

V_sau = 11

g = 9,81 m / s2

t = 7,3 s

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

Problema 3: Calculați înălțimea de la care a fost aruncat un obiect care a căzut liber, durând 6,5 secunde pentru a lovi pământul. Construiți graficul.

V_sau = 0

g = 9,81 m / s2

t = 6,5 s

formula = h = ½ gt² = .5* (9.81*6.5²) = .5 * 414.05 = 207.025 m

Problema 4: Calculați înălțimea de la care a fost aruncat un obiect în cădere liberă, cu o viteză inițială de 10 m / s, care a durat 4,5 secunde pentru a lovi pământul. Construiți graficul.

V_sau = 10

g = 9,81 m / s2

t = 4,5 s

Formula = h = v_saut + (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