Primer prostega padca

The prosti pad Obstaja, ko se telo spusti z višine X, z začetno hitrostjo nič in med padcem zaradi gravitacijske sile dobi pospešek.

The prosti pad teles je fizikalna veličina, ki se nanaša na navpično gibanje navzdol, začenši s počitka (začetna hitrost = 0) in idealno brez ovir ali okoliščin, ki upočasnijo premikanje. Vsa telesa padajo z enako hitrostjo v vakuumu. V zraku je ta lastnost opazna za težka telesa, ne pa tudi za lahka telesa, na primer drevesni list ali a papir, ker zrak ustvarja trenje in nudi odpor, ki upočasni pospeševalno gibanje padca prost.

Prosti padec je enakomerno pospešeno gibanje. Iz praktičnih razlogov ne upoštevamo vpliva zračnega trenja. Za izračun prostega padca uporabimo konstanto in tri spremenljivke. Konstanta je vrednost pospeška gravitacije (g), ki je g = 981 cm / s² ali g = 9,81 m / s². To pomeni, da bo telo vsako sekundo pospešilo 9,81 metra. Prva spremenljivka je končna hitrost (v_ali ali v_F), ki je hitrost, ki jo objekt doseže na koncu poti. Druga spremenljivka je čas (t), to je, koliko časa traja potovanje od začetne točke do konca potovanja. Tretja spremenljivka je višina (h), ki je razdalja od začetne točke do konca poti.

Kot lahko vidimo, ima prosti padec enake komponente kot Enotno pospešeno gibanje (MUA), formule pa so enakovredne:

MUA <> PROSTI PAD
Pospešek (a) <> gravitacija (g)
Začetna hitrost (v_ali) <> Začetna hitrost (v_ali)
Fina hitrost (v_F) <> končna hitrost (v_F)
Razdalja (d) <> višina (a, h)
Čas (t) <> čas (t)

Prav tako formule za reševanje spremenljivk za prosti padec ustrezajo enačbam za enakomerno pospešeno gibanje.

MUA <> PROSTI PAD
Končna hitrost (za začetno hitrost 0):
V_F= a * t <> v_F= g * t
Čas (za začetno hitrost 0):
t = v_F / a <> t = v_F/ g
Višina (za začetno hitrost 0):
d = ½ pri² <> h = ½ gt²

Prosti padec lahko kombiniramo z začetnim potiskom. V tem primeru sta dodana oba giba po enačbah enakomerno pospešenega gibanja:

MUA <> PROSTI PAD
Končna hitrost:
V_F= v_ali + (a * t) <> v_F= v_ali + (g * t)
Vreme:
t = (v_F - v_ali) / a <> t = (v_F- v_ali) / g
Spreminja:
d = v_alit + (½ at²) <> h = v_alit + (½ gt²)

Konvencionalne enote za vsak element so:

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

Poleg tega lahko iz vsake spremenljivke sestavimo grafe. Grafi časa in pospeška bodo progresivne ravne črte v kartezični ravnini, grafi razdalje pa bodo ukrivljeni.

Primeri težav s prostim padom:

1. problem: Izračunajte končno hitrost predmeta pri prostem padu, ki se začne v mirovanju in pade 5,5 sekunde. Izdelaj graf.

V_ali = 0

g = 9,81 m / s2

t = 5,5 s

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

2. problem: Izračunajte končno hitrost predmeta pri prostem padu z začetnim impulzom 11 m / s in pade 7,3 sekunde. Izdelaj graf.

V_ali = 11

g = 9,81 m / s2

t = 7,3 s

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

3. problem: Izračunajte višino, s katere je bil vržen prosto padajoči predmet, in si pri tem vzemite 6,5 sekunde časa. Izdelaj graf.

V_ali = 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

4. problem: Izračunajte višino, s katere je bil vržen predmet pri prostem padu, z začetno hitrostjo 10 m / s, ki je trajala 4,5 sekunde, da je udarila o tla. Izdelaj graf.

V_ali = 10

g = 9,81 m / s2

t = 4,5 s

Formula = h = v_alit + (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