Serbest Düşüş Örneği

serbest düşüş Bir cisim X yüksekliğinden sıfır başlangıç ​​hızıyla serbest bırakıldığında ve düşme sırasında yerçekimi kuvveti nedeniyle ivme kazandığında var olur.

serbest düşüş cisimlerin sayısı, aşağı doğru dikey bir hareketi ifade eden fiziksel bir niceliktir, Durmadan başlayarak (başlangıç ​​hızı = 0) ve ideal olarak hızı yavaşlatan herhangi bir engel veya durum olmadan hareket. Tüm cisimler boşlukta aynı hızla düşer. Havada, bu özellik ağır cisimler için fark edilir, ancak ağaç yaprağı veya bir ağaç yaprağı gibi hafif cisimler için fark edilmez. kağıt, çünkü hava sürtünme üretir ve düşüşün hızlanma hareketini yavaşlatan bir direnç sunar Bedava.

Serbest Düşme, düzgün bir şekilde hızlandırılmış bir harekettir. Pratik amaçlar için hava sürtünmesinin etkisini hesaba katmıyoruz. Serbest düşüş hesaplamalarını yapmak için bir sabit ve üç değişken kullanıyoruz. Sabit, g = 981cm/s olan yerçekiminin (g) ivme değeridir.² veya g = 9.81m / s². Bu, bir cismin her saniye 9.81 metre hızlanacağı anlamına gelir. İlk değişken son hızdır (v

_veya veya v_F), nesnenin yolculuğun sonunda ulaştığı hızdır. Diğer bir değişken, yolculuğun başlangıç ​​noktasından sonuna kadar ne kadar sürede seyahat ettiğini gösteren zamandır (t). Üçüncü değişken, başlangıç ​​noktasından rotanın sonuna kadar olan mesafe olan yüksekliktir (h).

Gördüğümüz gibi, serbest düşüş, Düzgün Hızlandırılmış Hareket (MUA) ile aynı bileşenlere sahiptir ve formüller eşdeğerdir:

MUA <> SERBEST DÜŞME
İvme (a) <> yerçekimi (g)
İlk hız (v_veya) <> İlk hız (v_veya)
İnce hız (v_F) <> son hız (v_F)
Mesafe (d) <> yükseklik (a, h)
Zaman (t) <> zaman (t)

Benzer şekilde, serbest düşüş için değişkenleri çözme formülleri, düzgün bir şekilde hızlandırılmış hareket için olanlara karşılık gelir.

MUA <> SERBEST DÜŞME
Son hız (0 başlangıç ​​hızı için):
V_F= bir * t <> v_F= g * t
Zaman (0 başlangıç ​​hızı için):
t = v_F / bir <> t = v_F/ g
Yükseklik (0 başlangıç ​​hızı için):
d = ½² <> h = ½ gt²

Serbest düşüş, ilk itme ile birleştirilebilir. Bu durumda, her iki hareket de eşit olarak hızlandırılmış hareket formülleri takip edilerek eklenir:

MUA <> SERBEST DÜŞME
Son hız:
V_F= v_veya + (a * t) <> v_F= v_veya + (g * t)
Hava:
t = (v_F -v_veya) / bir <> t = (v_F-v_veya) / g
Değiştirir:
d = v_veyat + (½²) <> h = v_veyat + (½ gt²)

Her eleman için geleneksel birimler şunlardır:

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

Ayrıca, değişkenlerin her birinden grafikler oluşturulabilir. Zaman ve ivme grafikleri, Kartezyen düzlemde aşamalı düz çizgiler olacak, mesafe grafikleri ise kavisli olacaktır.

Serbest düşüş problemlerine örnekler:

Sorun 1: Bir cismin serbest düşüşteki son hızını hesaplayın, bu hız hareketsizken başlar ve 5,5 saniye düşer. Grafiği oluşturun.

V_veya = 0

g = 9.81 m/s2

t = 5.5 sn

formül v_F= g * t = 9.81 * 5.5 = 53.955 m/s

2. sorun: Bir cismin serbest düşüşteki son hızını, ilk itişi 11 m/s ve 7,3 saniye boyunca hesaplayın. Grafiği oluşturun.

V_veya = 11

g = 9.81 m/s2

t = 7,3 sn

formül = v_veya + (g * t) = 11 + (9.81 * 7.3) = 82.54 m/s

Sorun 3: Serbest düşen bir cismin fırlatıldığı yüksekliği hesaplayın, yere çarpması 6,5 saniye sürer. Grafiği oluşturun.

V_veya = 0

g = 9.81 m/s2

t = 6,5 sn

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

4. sorun: Serbest düşen bir cismin yere çarpması 4,5 saniye süren 10 m/s başlangıç ​​hızıyla fırlatıldığı yüksekliği hesaplayın. Grafiği oluşturun.

V_veya = 10

g = 9.81 m/s2

t = 4,5 sn

Formül = h = v_veyat + (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