Пример свободного падения

В свободное падение Он существует, когда тело выпускается с высоты X с начальной скоростью, равной нулю, и при падении оно приобретает ускорение за счет силы тяжести.

В свободное падение тел - это физическая величина, относящаяся к вертикальному движению вниз, начиная с состояния покоя (начальная скорость = 0) и в идеале без каких-либо препятствий или обстоятельств, замедляющих движение. Все тела падают в вакууме с одинаковой скоростью. В воздухе это свойство заметно для тяжелых тел, но не для легких тел, таких как лист дерева или бумага, потому что воздух создает трение, оказывая сопротивление, которое замедляет ускорение при падении бесплатно.

Свободное падение - это равномерно ускоренное движение. В практических целях мы не учитываем влияние трения воздуха. Для расчета свободного падения мы используем константу и три переменные. Константа - это значение ускорения свободного падения (g), которое составляет g = 981 см / с.² или g = 9,81 м / с². Это означает, что тело будет ускоряться на 9,81 метра каждую секунду. Первая переменная - это конечная скорость (v

_{или же} или v_F), которая представляет собой скорость, достигаемую объектом в конце пути. Другая переменная - это время (t), то есть сколько времени нужно, чтобы добраться от начальной точки до конца пути. Третья переменная - высота (h), то есть расстояние от начальной точки до конца маршрута.

Как мы видим, свободное падение имеет те же компоненты, что и равномерно ускоренное движение (MUA), и формулы эквивалентны:

MUA <> СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ
Ускорение (а) <> сила тяжести (г)
Начальная скорость (v_{или же}) <> Начальная скорость (v_{или же})
Прекрасная скорость (v_F) <> конечная скорость (v_F)
Расстояние (d) <> высота (a, h)
Время (t) <> время (t)

Точно так же формулы для решения переменных для свободного падения соответствуют формулам для равноускоренного движения.

MUA <> СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ
Конечная скорость (для начальной скорости 0):
V_F= а * т <> v_F= г * т
Время (для начальной скорости 0):
т = v_F / а <> t = v_F/ грамм
Высота (для начальной скорости 0):
d = ½ при² <> h = ½ gt²

Свободное падение можно совместить с начальным толчком. В этом случае оба движения складываются по формулам равноускоренного движения:

MUA <> СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ
Конечная скорость:
V_F= v_{или же} + (а * т) <> v_F= v_{или же} + (г * т)
Погода:
t = (v_F - v_{или же}) / a <> t = (v_F- v_{или же}) / грамм
Изменяет:
d = v_{или же}t + (½ при²) <> h = v_{или же}t + (½ gt²)

Условные единицы для каждого элемента:

г = м / с²
v_{или же} = м / с
v_F = м / с
h = m
т = с

Кроме того, графики могут быть построены по каждой из переменных. Графики времени и ускорения будут прогрессивными прямыми линиями в декартовой плоскости, а графики расстояний будут изогнутыми.

Примеры проблем со свободным падением:

Проблема 1: Вычислить конечную скорость объекта в свободном падении, которое начинается с состояния покоя и падает в течение 5,5 секунд. Построить график.

V_{или же} = 0

g = 9,81 м / с2

t = 5,5 с

Формула v_F= g * t = 9,81 * 5,5 = 53,955 м / с

Проблема 2: Рассчитать конечную скорость объекта в свободном падении с начальным импульсом 11 м / с и падением в течение 7,3 секунды. Построить график.

V_{или же} = 11

g = 9,81 м / с2

t = 7,3 с

Формула = v_{или же} + (g * t) = 11 + (9,81 * 7,3) = 82,54 м / с

Проблема 3: Рассчитайте высоту, с которой был брошен свободно падающий объект, за 6,5 секунд, чтобы упасть на землю. Построить график.

V_{или же} = 0

g = 9,81 м / с2

t = 6,5 с

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

Проблема 4: Рассчитайте высоту, с которой был брошен свободно падающий объект, с начальной скоростью 10 м / с, которая ударилась о землю за 4,5 секунды. Построить график.

V_{или же} = 10

g = 9,81 м / с2

t = 4,5 с

Формула = h = v_{или же}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 м