Príklad voľného pádu

The voľný pád Existuje, keď sa teleso uvoľní z výšky X, s počiatočnou rýchlosťou nula a počas pádu získa zrýchlenie vďaka gravitačnej sile.

The voľný pád tiel je fyzikálna veličina, ktorá sa vzťahuje na vertikálny pohyb nadol, počínajúc od pokoja (počiatočná rýchlosť = 0) a ideálne bez akýchkoľvek prekážok alebo okolností, ktoré spomaľujú pohyb. Všetky telá padajú vo vákuu rovnakou rýchlosťou. Vo vzduchu je táto vlastnosť viditeľná pre ťažké telá, ale nie pre ľahké telá, ako napríklad list stromu alebo a papier, pretože vzduch vytvára trenie a ponúka odpor, ktorý spomaľuje akceleračný pohyb pádu zadarmo.

Free Fall je rovnomerne zrýchlený pohyb. Z praktických dôvodov neberieme do úvahy vplyv trenia vzduchu. Na výpočty voľného pádu používame konštantu a tri premenné. Konštanta je hodnota gravitačného zrýchlenia (g), ktorá je g = 981 cm / s² alebo g = 9,81 m / s². To znamená, že telo zrýchli každú sekundu o 9,81 metra. Prvou premennou je konečná rýchlosť (v_alebo alebo v_F), čo je rýchlosť, ktorú objekt dosiahne na konci cesty. Ďalšou premennou je čas (t), čo je čas, ktorý trvá cesta z východiskového bodu do konca cesty. Treťou premennou je výška (h), čo je vzdialenosť od východiskového bodu po koniec trasy.

Ako vidíme, voľný pád má rovnaké komponenty ako Uniformly Accelerated Motion (MUA) a vzorce sú ekvivalentné:

MUA <> PÁD ZDARMA
Zrýchlenie (a) <> gravitácia (g)
Počiatočná rýchlosť (v_alebo) <> Počiatočná rýchlosť (v.)_alebo)
Jemná rýchlosť (v_F) <> konečná rýchlosť (v_F)
Vzdialenosť (d) <> výška (a, h)
Čas (t) <> čas (t)

Rovnako vzorce pre riešenie premenných pre voľný pád zodpovedajú vzorcom pre rovnomerne zrýchlený pohyb.

MUA <> PÁD ZDARMA
Konečná rýchlosť (pre počiatočnú rýchlosť 0):
V._F= a * t <> v_F= g * t
Čas (pre počiatočnú rýchlosť 0):
t = v_F / a <> t = v_F/ g
Výška (pre počiatočnú rýchlosť 0):
d = ½ pri² <> h = ½ gt²

Voľný pád je možné kombinovať s úvodným tlačením. V takom prípade sa obidva pohyby pridajú podľa vzorcov rovnomerne zrýchleného pohybu:

MUA <> PÁD ZDARMA
Konečná rýchlosť:
V._F= v_alebo + (a * t) <> v_F= v_alebo + (g * t)
Počasie:
t = (v_F - v_alebo) / a <> t = (v_F- v_alebo) / g
Zmeny:
d = v_alebot + (½ pri²) <> h = v_alebot + (½ gt²)

Konvenčné jednotky pre každý prvok sú:

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

Z každej z premenných je možné navyše zostaviť grafy. Grafy času a zrýchlenia budú progresívne priame čiary v karteziánskej rovine, zatiaľ čo grafy vzdialenosti budú zakrivené.

Príklady problémov s voľným pádom:

Úloha 1: Vypočítajte konečnú rýchlosť objektu vo voľnom páde, ktorý začína od pokoja a klesá po dobu 5,5 sekundy. Zostavte graf.

V._alebo = 0

g = 9,81 m / s2

t = 5,5 s

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

Problém 2: Vypočítajte konečnú rýchlosť objektu pri voľnom páde s počiatočným impulzom 11 m / s a ​​pádom po dobu 7,3 sekundy. Zostavte graf.

V._alebo = 11

g = 9,81 m / s2

t = 7,3 s

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

Problém 3: Vypočítajte výšku, z ktorej bol vyhodený voľne padajúci objekt, pričom 6,5 sekundy dopadlo na zem. Zostavte graf.

V._alebo = 0

g = 9,81 m / s2

t = 6,5 s

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

Úloha 4: Vypočítajte výšku, z ktorej bol vyhodený objekt vo voľnom páde, s počiatočnou rýchlosťou 10 m / s, ktorej dopad na zem trvalo 4,5 sekundy. Zostavte graf.

V._alebo = 10

g = 9,81 m / s2

t = 4,5 s

Vzorec = h = v_alebot + (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 m