Приклад вільного падіння

вільне падіння Він існує, коли тіло звільняється з висоти X з початковою швидкістю нуля і під час падіння воно набуває прискорення завдяки силі тяжіння.

вільне падіння тіл - це фізична величина, яка відноситься до вертикального руху вниз, починаючи з відпочинку (початкова швидкість = 0), і в ідеалі без будь-яких перешкод чи обставин, що уповільнюють рух. Всі тіла падають з однаковою швидкістю у вакуумі. У повітрі ця властивість помітна для важких тіл, але не для легких тіл, таких як лист дерева або паперу, оскільки повітря створює тертя, надаючи опір, який уповільнює прискорений рух падіння безкоштовно.

Вільне падіння - це рівноприскорений рух. З практичних цілей ми не враховуємо вплив тертя повітря. Для обчислення вільного падіння ми використовуємо константу та три змінні. Постійна - це значення прискорення сили тяжіння (g), яке становить g = 981 см / с² або g = 9,81 м / с². Це означає, що тіло буде прискорюватися на 9,81 метра щосекунди. Перша змінна - це кінцева швидкість (v_або або v

_F), яка є швидкістю, яку об’єкт досягає в кінці подорожі. Іншою змінною є час (t), тобто стільки часу, скільки потрібно для подорожі від початкової точки до кінця подорожі. Третя змінна - це висота (h), яка є відстанню від початкової точки до кінця маршруту.

Як бачимо, вільне падіння має ті самі компоненти, що і Рівноприскорений рух (РНР), і формули еквівалентні:

MUA <> ВОЛОННЕ ВПАДНЯ
Прискорення (а) <> сила тяжіння (г)
Початкова швидкість (v_або) <> Початкова швидкість (v_або)
Точна швидкість (v_F) <> кінцева швидкість (v_F)
Відстань (d) <> висота (a, h)
Час (t) <> час (t)

Так само формули для розв'язування змінних для вільного падіння відповідають формулам для рівноприскореного руху.

MUA <> ВОЛОННЕ ВПАДНЯ
Кінцева швидкість (для початкової швидкості 0):
V_F= a * t <> v_F= g * t
Час (для стартової швидкості 0):
t = v_F / a <> t = v_F/ г.
Висота (для початкової швидкості 0):
d = ½ при² <> h = ½ gt²

Вільне падіння можна поєднувати з початковим поштовхом. У цьому випадку додаються обидва рухи, дотримуючись формул рівноприскореного руху:

MUA <> ВОЛОННЕ ВПАДНЯ
Кінцева швидкість:
V_F= v_або + (a * t) <> v_F= v_або + (g * t)
Погода:
t = (v_F - т_або) / a <> t = (v_F- т_або) / g
Зміни:
d = v_абоt + (½ ат²) <> h = v_абоt + (½ gt²)

Умовними одиницями для кожного елемента є:

g = м / с²
v_або = м / с
v_F = м / с
h = m
t = s

Крім того, з кожної зі змінних можна побудувати графіки. Графіки часу та прискорення будуть прогресивними прямими в декартовій площині, тоді як графіки відстані будуть кривими.

Приклади проблем вільного падіння:

Завдання 1: Обчисліть кінцеву швидкість об’єкта при вільному падінні, яке починається з відпочинку і падає протягом 5,5 секунд. Побудувати графік.

V_або = 0

g = 9,81 м / с2

t = 5,5 с

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

Завдання 2: Обчисліть кінцеву швидкість об’єкта при вільному падінні з початковим імпульсом 11 м / с і падінням протягом 7,3 секунди. Побудувати графік.

V_або = 11

g = 9,81 м / с2

t = 7,3 с

Формула = v_або + (g * t) = 11 + (9,81 * 7,3) = 82,54 м / с

Завдання 3: Обчисліть висоту, з якої було кинуто предмет, що вільно падає, щоб забити 6,5 секунд на землю. Побудувати графік.

V_або = 0

g = 9,81 м / с2

t = 6,5 с

формула = h = ½ gt² = .5* (9.81*6.5²) = .5 * 414.05 = 207.025 м

Завдання 4: Обчисліть висоту, з якої був кинутий об’єкт у вільному падінні, з початковою швидкістю 10 м / с, що зайняло 4,5 секунди, щоб впасти на землю. Побудувати графік.

V_або = 10

g = 9,81 м / с2

t = 4,5 с

Формула = h = v_абоt + (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 м