Пример слободног пада

Тхе Слободан пад Постоји када се тело ослободи са висине Кс, са почетном брзином од нуле и током пада стиче убрзање услед силе гравитације.

Тхе Слободан пад тела је физичка величина која се односи на вертикално кретање надоле, почев од одмора (почетна брзина = 0), и идеално без икаквих препрека или околности које успоравају кретање. Сва тела падају једнаком брзином у вакууму. У ваздуху је ово својство приметно за тешка тела, али не и за лака тела, попут листа дрвета или а папира, јер ваздух ствара трење, нудећи отпор који успорава убрзање пада бесплатно.

Слободни пад је једнолико убрзано кретање. Из практичних разлога не узимамо у обзир ефекат трења ваздуха. За прорачун слободног пада користимо константу и три променљиве. Константа је вредност убрзања гравитације (г) која износи г = 981цм / с² или г = 9,81м / с². То значи да ће тело сваке секунде убрзати 9,81 метар. Прва променљива је крајња брзина (в_или или в_Ф), што је брзина коју предмет постиже на крају путовања. Друга променљива је време (т), односно колико је времена потребно путовању од почетне тачке до краја путовања. Трећа променљива је висина (х), што је удаљеност од почетне тачке до краја руте.

Као што видимо, слободни пад има исте компоненте као и Униформли Аццелератед Мотион (МУА), а формуле су еквивалентне:

МУА <> СЛОБОДНИ ПАД
Убрзање (а) <> гравитација (г)
Почетна брзина (в_или) <> Почетна брзина (в_или)
Фине спеед (в_Ф) <> коначна брзина (в_Ф)
Удаљеност (д) <> висина (а, х)
Време (т) <> време (т)

Слично томе, формуле за решавање променљивих за слободни пад одговарају онима за једнолико убрзано кретање.

МУА <> СЛОБОДНИ ПАД
Крајња брзина (за почетну брзину од 0):
В._Ф= а * т <> в_Ф= г * т
Време (за почетну брзину од 0):
т = в_Ф / а <> т = в_Ф/ г
Висина (за почетну брзину од 0):
д = ½ ат² <> х = ½ гт²

Слободни пад се може комбиновати са почетним гурањем. У овом случају додају се оба покрета, следећи формуле равномерно убрзаног кретања:

МУА <> СЛОБОДНИ ПАД
Крајња брзина:
В._Ф= в_или + (а * т) <> в_Ф= в_или + (г * т)
Време:
т = (в_Ф - в_или) / а <> т = (в_Ф- в_или) / г
Измене:
д = в_илит + (½ ат²) <> х = в_илит + (½ гт²)

Конвенционалне јединице за сваки елемент су:

г = м / с²
в_или = м / с
в_Ф = м / с
х = м
т = с

Поред тога, графови се могу конструисати из сваке променљиве. Графикони времена и убрзања биће прогресивне равне линије у картезијанској равни, док ће графови растојања бити закривљени.

Примери проблема са слободним падом:

Проблем 1: Израчунајте коначну брзину објекта у слободном паду, који почиње од мировања и пада 5,5 секунди. Графикон грађења.

В._или = 0

г = 9,81 м / с2

т = 5,5 с

Формула в_Ф= г * т = 9,81 * 5,5 = 53,955 м / с

2. проблем: Израчунајте коначну брзину објекта у слободном паду, са почетним импулсом од 11 м / с и пада 7,3 секунде. Графикон грађења.

В._или = 11

г = 9,81 м / с2

т = 7,3 с

Формула = в_или + (г * т) = 11 + (9,81 * 7,3) = 82,54 м / с

Задатак 3: Израчунајте висину са које је бачен предмет који пада слободно, узимајући 6,5 секунди да удари о тло. Графикон грађења.

В._или = 0

г = 9,81 м / с2

т = 6,5 с

формула = х = ½ гт² = .5* (9.81*6.5²) = .5 * 414.05 = 207.025 м

Задатак 4: Израчунајте висину са које је бачен објекат у слободном паду, са почетном брзином од 10 м / с, којој је требало 4,5 секунде да удари о тло. Графикон грађења.

В._или = 10

г = 9,81 м / с2

т = 4,5 с

Формула = х = в_илит + (½ гт²) = (10*4.5) + (.5*[9.8*4.5²]) = 45 + .5* (9.81*6.5²) = 45 + (.5 * 198.45) = 45 + 99.225 = 144.225 м