Fritt fall er bevegelse av kropper bare under påvirkning av jordens tyngdekraft (under påvirkning av tyngdekraften)

Under jordforhold anses fall av kropper som betinget fri, fordi Når et legeme faller i luften, er det alltid en kraft av luftmotstand.

Et ideelt fritt fall er bare mulig i et vakuum, der det ikke er luftmotstand, og uavhengig av masse, tetthet og form, faller alle legemer like raskt, det vil si at kroppen når som helst har samme øyeblikkelige hastigheter og akselerasjoner.

Du kan observere det ideelle fritt fall av kropper i et Newton-rør hvis du pumper luften ut av det ved hjelp av en pumpe.

I videre resonnement og når vi løser problemer, neglisjerer vi friksjonskraften med luften og anser fall av kropper under terrestriske forhold som ideelt sett fritt.

AKSELERERING AV GRAVITET

Under fritt fall får alle legemer nær jordoverflaten, uavhengig av deres masse, den samme akselerasjonen, kalt tyngdeakselerasjonen.
Symbolet for gravitasjonsakselerasjon er g.

Tyngdeakselerasjonen på jorden er omtrent lik:
g = 9,81m/s2.

Tyngdeakselerasjonen er alltid rettet mot jordens sentrum.

Nær jordoverflaten anses størrelsen på tyngdekraften som konstant, derfor er det fritt fallet til en kropp bevegelsen til en kropp under påvirkning av en konstant kraft. Derfor er fritt fall jevnt akselerert bevegelse.

Tyngdekraftens vektor og akselerasjonen for fritt fall den skaper er alltid rettet på samme måte.

Alle formler for jevn akselerert bevegelse gjelder for fritt fallende kropper.

Størrelsen på hastigheten under fritt fall av en kropp til enhver tid:

kroppsbevegelse:

I dette tilfellet, i stedet for å akselerere EN, tyngdeakselerasjonen er introdusert i formlene for jevn akselerert bevegelse g=9,8m/s2.

Under forhold med et ideelt fall når kropper som faller fra samme høyde jordens overflate, har samme hastigheter og bruker samme tid på å falle.

I et ideelt fritt fall går kroppen tilbake til jorden med en hastighet som er lik størrelsen på starthastigheten.

Tiden kroppen faller er lik tiden den beveger seg oppover fra kasteøyeblikket til fullstendig stopp på det høyeste punktet av flyturen.

Bare ved jordens poler faller kroppene strengt tatt vertikalt. På alle andre punkter på planeten avviker banen til et fritt fallende legeme mot øst på grunn av Cariolis-kraften som oppstår i roterende systemer (dvs. påvirkningen av jordens rotasjon rundt sin akse påvirkes).

VET DU

HVA ER KROPPENS FALL I REELLE FORHOLD?

Hvis du skyter en pistol vertikalt oppover, vil en kule som faller fritt fra hvilken som helst høyde, tatt i betraktning friksjonskraften med luften, oppnå en hastighet på ikke mer enn 40 m/s ved bakken.

Under reelle forhold, på grunn av tilstedeværelsen av friksjonskraft mot luft, blir kroppens mekaniske energi delvis omdannet til termisk energi. Som et resultat viser den maksimale høyden på kroppens stigning seg å være mindre enn den kunne vært når man beveger seg i luftløst rom, og på et hvilket som helst punkt i banen under nedstigningen, viser hastigheten seg å være mindre enn hastigheten på oppstigningen.

I nærvær av friksjon har fallende kropper en akselerasjon lik g bare i det første bevegelsesmomentet. Når hastigheten øker, avtar akselerasjonen, og kroppens bevegelse har en tendens til å være jevn.

GJØR DET SELV

Hvordan oppfører fallende kropper seg under virkelige forhold?

Ta en liten disk laget av plast, tykk papp eller kryssfiner. Klipp en skive med samme diameter fra vanlig papir. Hev dem, hold dem i forskjellige hender, til samme høyde og slipp dem samtidig. En tung disk vil falle raskere enn en lett. Ved fall påvirkes hver skive samtidig av to krefter: tyngdekraften og luftmotstandskraften. Ved begynnelsen av fallet vil den resulterende tyngdekraften og luftmotstandskraften være større for et legeme med større masse og akselerasjonen til et tyngre legeme vil være større. Når kroppens hastighet øker, øker luftmotstandens kraft og blir gradvis lik tyngdekraften, fallende kropper begynner å bevege seg jevnt, men med forskjellige hastigheter (et tyngre legeme har høyere hastighet).
I likhet med bevegelsen til en fallende skive, kan man vurdere bevegelsen til en fallskjermhopper som faller ned når han hopper fra et fly fra stor høyde.

Legg en lett papirskive på en tyngre plast- eller kryssfinerskive, løft dem til en høyde og slipp dem samtidig. I dette tilfellet vil de falle samtidig. Her virker luftmotstanden bare på den tunge nedre skiven, og tyngdekraften gir like akselerasjoner til kroppene, uavhengig av massene deres.

NESTEN EN SPIT

Den parisiske fysikeren Lenormand, som levde på 1700-tallet, tok vanlige regnparaplyer, festet endene av eikene og hoppet fra taket på huset. Så, oppmuntret av suksessen, laget han en spesiell paraply med et flettet sete og skyndte seg ned fra tårnet i Montpellier. Nedenfor var han omringet av entusiastiske tilskuere. Hva heter paraplyen din? Fallskjerm! - Lenormand svarte (den bokstavelige oversettelsen av dette ordet fra fransk er "mot fallet").

INTERESSANT

Hvis du borer gjennom jorden og kaster en stein der, hva vil skje med steinen?
Steinen vil falle, plukke opp maksimal hastighet midt på banen, deretter fly videre med treghet og nå motsatt side av jorden, og dens endelige hastighet vil være lik den opprinnelige. Akselerasjonen av fritt fall inne i jorden er proporsjonal med avstanden til jordens sentrum. Steinen vil bevege seg som en vekt på en fjær, ifølge Hookes lov. Hvis starthastigheten til steinen er null, er oscillasjonsperioden for steinen i skaftet lik omdreiningsperioden til satellitten nær jordoverflaten, uavhengig av hvordan den rette akselen er gravd: gjennom midten av jorden eller langs en hvilken som helst akkord.

I klassisk mekanikk kalles tilstanden til et objekt som beveger seg fritt i et gravitasjonsfelt fritt fall. Hvis en gjenstand faller i atmosfæren, er den utsatt for en ekstra motstandskraft, og bevegelsen avhenger ikke bare av gravitasjonsakselerasjon, men også av massen, tverrsnittet og andre faktorer. Imidlertid er et legeme som faller i et vakuum utsatt for bare én kraft, nemlig tyngdekraften.

Eksempler på fritt fall er romskip og satellitter i lav bane rundt jorden, fordi den eneste kraften som virker på dem er tyngdekraften. Planetene som kretser rundt solen er også i fritt fall. Gjenstander som faller til bakken i lav hastighet kan også betraktes som fritt fallende, siden luftmotstanden i dette tilfellet er ubetydelig og kan neglisjeres. Hvis den eneste kraften som virker på objekter er tyngdekraften og det ikke er luftmotstand, er akselerasjonen lik for alle objekter og er lik tyngdeakselerasjonen på jordoverflaten 9,8 meter per sekund per sekund (m/s²) eller 32,2 fot i sekundet per sekund (ft/s²). På overflaten av andre astronomiske legemer vil tyngdeakselerasjonen være annerledes.

Fallskjermhoppere sier selvfølgelig at før fallskjermen åpner er de i fritt fall, men faktisk kan en fallskjermhopper aldri være i fritt fall, selv om fallskjermen ennå ikke har åpnet seg. Ja, en fallskjermhopper i "fritt fall" påvirkes av tyngdekraften, men han påvirkes også av den motsatte kraften - luftmotstand, og luftmotstandskraften er bare litt mindre enn tyngdekraften.

Hvis det ikke var luftmotstand, ville hastigheten til et legeme i fritt fall øke med 9,8 m/s hvert sekund.

Hastigheten og avstanden til et fritt fallende legeme beregnes som følger:

v₀ - starthastighet (m/s).

v- endelig vertikal hastighet (m/s).

h₀ - starthøyde (m).

h- fallhøyde (m).

t- høsttid (er).

g- akselerasjon av fritt fall (9,81 m/s2 ved jordoverflaten).

Hvis v₀=0 og h₀=0, vi har:

hvis tiden for fritt fall er kjent:

hvis fritt fallavstanden er kjent:

hvis den endelige hastigheten for fritt fall er kjent:

Disse formlene brukes i denne kalkulatoren for fritt fall.

I fritt fall, når det ikke er kraft til å støtte kroppen, vektløshet. Vektløshet er fraværet av ytre krefter som virker på kroppen fra gulvet, stolen, bordet og andre omkringliggende gjenstander. Med andre ord støtte reaksjonskrefter. Typisk virker disse kreftene i en retning vinkelrett på overflaten av kontakt med støtten, og oftest vertikalt oppover. Vektløshet kan sammenlignes med å svømme i vann, men på en slik måte at huden ikke kjenner vannet. Alle kjenner den følelsen av egen vekt når du går i land etter en lang svømmetur i sjøen. Dette er grunnen til at vannbassenger brukes til å simulere vektløshet når man trener kosmonauter og astronauter.

Gravitasjonsfeltet i seg selv kan ikke skape press på kroppen din. Derfor, hvis du er i en tilstand av fritt fall i en stor gjenstand (for eksempel i et fly), som også er i denne tilstanden, virker ingen ytre interaksjonskrefter mellom kroppen og støtten på kroppen din og en følelse av vektløshet oppstår, nesten det samme som i vann .

Fly for trening under null gravitasjonsforhold designet for å skape kortsiktig vektløshet med det formål å trene kosmonauter og astronauter, samt for å utføre ulike eksperimenter. Slike fly har vært og er i dag i bruk i flere land. I korte perioder, som varer omtrent 25 sekunder hvert minutt av flyvningen, er flyet i en tilstand av vektløshet, noe som betyr at det ikke er noen bakkereaksjon for passasjerene.

Ulike fly ble brukt for å simulere vektløshet: i USSR og Russland ble modifiserte produksjonsfly Tu-104AK, Tu-134LK, Tu-154MLK og Il-76MDK brukt til dette formålet siden 1961. I USA har astronauter trent siden 1959 på modifiserte AJ-2, C-131, KC-135 og Boeing 727-200. I Europa bruker National Centre for Space Research (CNES, Frankrike) et Airbus A310-fly til null-tyngdekraftstrening. Modifikasjonen består i å modifisere drivstoff-, hydraulikk- og noen andre systemer for å sikre normal drift under forhold med kortvarig vektløshet, samt å styrke vingene slik at flyet tåler økte akselerasjoner (opptil 2G).

Til tross for det faktum at noen ganger når de beskriver forholdene for fritt fall under romflukt i bane rundt jorden, snakker de om fravær av tyngdekraft, selvfølgelig er tyngdekraften til stede i ethvert romfartøy. Det som mangler er vekt, det vil si kraften fra støttereaksjonen på objekter i romfartøyet, som beveger seg gjennom rommet med samme akselerasjon på grunn av tyngdekraften, som bare er litt mindre enn på jorden. For eksempel, i den 350 km høye jordbanen der den internasjonale romstasjonen (ISS) sirkler rundt jorden, er gravitasjonsakselerasjonen 8,8 m/s², som er bare 10 % mindre enn ved jordoverflaten.

For å beskrive den faktiske akselerasjonen til et objekt (vanligvis et fly) i forhold til tyngdeakselerasjonen på jordens overflate, brukes vanligvis et spesielt begrep - overbelastning. Hvis du ligger, sitter eller står på bakken, er kroppen din utsatt for 1 g kraft (det vil si at det ikke er noen). Hvis du er på et fly som tar av, vil du oppleve omtrent 1,5 G. Hvis det samme flyet utfører en koordinert sving med stram radius, kan passasjerene oppleve opptil 2 g, noe som betyr at vekten er doblet.

Folk er vant til å leve under forhold uten overbelastning (1 g), så enhver overbelastning har en sterk effekt på menneskekroppen. Akkurat som i laboratoriefly med null tyngdekraft, der alle væskehåndteringssystemer må modifiseres for å fungere skikkelig under null-g og til og med negativ-g-forhold, trenger mennesker også assistanse og lignende "modifikasjoner" for å overleve under slike forhold. En utrent person kan miste bevisstheten med en overbelastning på 3-5 g (avhengig av retningen på overbelastningen), siden en slik overbelastning er tilstrekkelig til å frata hjernen oksygen, fordi hjertet ikke kan levere nok blod til det. I denne forbindelse trener militærpiloter og astronauter på sentrifuger i høye overbelastningsforhold for å forhindre tap av bevissthet under dem. For å forhindre kortsiktig tap av syn og bevissthet, som under arbeidsforhold kan være dødelig, bruker piloter, kosmonauter og astronauter høydekompenserende drakter, som begrenser blodstrømmen fra hjernen under overbelastning ved å sikre jevnt trykk over hele overflaten av menneskekroppen.

Et legemes frie fall er dens jevne bevegelse, som skjer under påvirkning av tyngdekraften. I dette øyeblikket er andre krefter som kan virke på kroppen enten fraværende eller så små at deres innflytelse ikke blir tatt i betraktning. For eksempel, når en fallskjermhopper hopper fra et fly, faller han fri de første sekundene etter hoppet. Denne korte tidsperioden er preget av en følelse av vektløshet, lik den som oppleves av astronauter om bord i et romfartøy.

Historien om oppdagelsen av fenomenet

Forskere lærte om det frie fallet til en kropp tilbake i middelalderen: Albert av Sachsen og Nicholas Ores studerte dette fenomenet, men noen av konklusjonene deres var feil. For eksempel hevdet de at hastigheten til en fallende tung gjenstand øker i direkte proporsjon med avstanden som er tilbakelagt. I 1545 ble en korrigering av denne feilen gjort av den spanske forskeren D. Soto, som fastslo det faktum at hastigheten til et fallende legeme øker proporsjonalt med tiden som går fra begynnelsen av fallet til dette objektet.

I 1590, den italienske fysikeren Galileo Galilei formulert en lov som etablerer en klar avhengighet av avstanden tilbakelagt av en fallende gjenstand i tide. Forskere har også bevist at i fravær av luftmotstand, faller alle objekter på jorden med samme akselerasjon, selv om det før oppdagelsen var generelt akseptert at tunge objekter faller raskere.

En ny mengde ble oppdaget - tyngdeakselerasjon, som består av to komponenter: gravitasjons- og sentrifugalakselerasjon. Tyngdeakselerasjonen er merket med bokstaven g og har forskjellige verdier for forskjellige punkter på kloden: fra 9,78 m/s 2 (indikator for ekvator) til 9,83 m/s 2 (akselerasjonsverdi ved polene). Nøyaktigheten til indikatorene påvirkes av lengdegrad, breddegrad, tid på dagen og noen andre faktorer.

Standardverdien for g anses å være 9,80665 m/s 2 . I fysiske beregninger som ikke krever høy nøyaktighet, er akselerasjonsverdien tatt til 9,81 m/s 2 . For å lette beregningene er det tillatt å ta verdien av g lik 10 m/s 2 .

For å demonstrere hvordan en gjenstand faller i samsvar med Galileos oppdagelse, satte forskerne opp følgende eksperiment: gjenstander med ulik masse plasseres i et langt glassrør, og luft pumpes ut av røret. Etter dette snus røret, alle gjenstander faller samtidig til bunnen av røret under påvirkning av tyngdekraften, uavhengig av deres masse.

Når de samme gjenstandene plasseres i et hvilket som helst miljø, samtidig med tyngdekraften, virker en motstandskraft på dem, slik at gjenstander, avhengig av deres masse, form og tetthet, vil falle til forskjellige tider.

Formler for beregninger

Det finnes formler som kan brukes til å beregne ulike indikatorer knyttet til fritt fall. De bruker følgende legende:

1. u er den endelige hastigheten som kroppen som studeres beveger seg med, m/s;
2. h er høyden som kroppen som studeres beveger seg fra, m;
3. t er tidspunktet for bevegelse av kroppen som studeres, s;
4. g - akselerasjon (konstant verdi lik 9,8 m/s 2).

Formelen for å bestemme avstanden tilbakelagt av et fallende objekt med en kjent slutthastighet og falltidspunkt: h = ut /2.

Formel for å beregne avstanden tilbakelagt av et fallende objekt ved å bruke en konstant verdi g og tid: h = gt 2 /2.

Formelen for å bestemme hastigheten til et fallende objekt ved slutten av fallet med kjent falltid: u = gt.

Formelen for å beregne hastigheten til et objekt ved slutten av dets fall, hvis høyden objektet som studeres faller fra er kjent: u = √2 gh.

Uten å fordype seg i vitenskapelig kunnskap, innebærer den dagligdagse definisjonen av fri bevegelse bevegelse av et legeme i jordens atmosfære når det ikke påvirkes av noen fremmede faktorer annet enn motstanden til den omkringliggende luften og tyngdekraften.

Til forskjellige tider konkurrerer frivillige med hverandre og prøver å sette en personlig rekord. I 1962 satte en testfallskjermhopper fra USSR, Evgeniy Andreev, en rekord som ble inkludert i Guinness Book of Records: når han hoppet med fallskjerm i fritt fall, dekket han en distanse på 24 500 m, uten å bruke en bremseskjerm under hoppe.

I 1960 gjorde amerikaneren D. Kittinger et fallskjermhopp fra en høyde på 31 tusen m, men ved hjelp av et fallskjermbremsesystem.

I 2005 ble det registrert rekordhastighet under fritt fall - 553 km/t, og syv år senere ble det satt ny rekord - denne hastigheten ble økt til 1342 km/t. Denne rekorden tilhører den østerrikske fallskjermhopperen Felix Baumgartner, som er kjent over hele verden for sine farlige stunts.

Video

Se en interessant og lærerik video som vil fortelle deg om hastigheten på fallende kropper.

Det er tirsdag, noe som betyr at vi løser problemer igjen i dag. Denne gangen om temaet "kroppers fritt fall".

Spørsmål med svar om fritt fallende kropper

Spørsmål 1. Hva er retningen tiln?

Svar: vi kan ganske enkelt si at akselerasjon g rettet nedover. Faktisk, mer presist, er tyngdeakselerasjonen rettet mot jordens sentrum.

Spørsmål 2. Hva er akselerasjonen av fritt fall avhengig av?

Svar: på jorden avhenger akselerasjonen på grunn av tyngdekraften av breddegrad så vel som høyde h løfte kroppen over overflaten. På andre planeter avhenger denne verdien av massen M og radius R himmellegeme. Den generelle formelen for akselerasjon av fritt fall er:

Spørsmål 3. Kroppen kastes vertikalt oppover. Hvordan kan du karakterisere denne bevegelsen?

Svar: I dette tilfellet beveger kroppen seg med jevn akselerasjon. Dessuten er tidspunktet for stigning og falltidspunkt for kroppen fra maksimal høyde like.

Spørsmål 4. Og hvis kroppen ikke kastes oppover, men horisontalt eller i vinkel mot horisontalen. Hva slags bevegelse er dette?

Svar: vi kan si at dette også er fritt fall. I dette tilfellet må bevegelsen vurderes i forhold til to akser: vertikal og horisontal. Kroppen beveger seg jevnt i forhold til den horisontale aksen, og jevnt akselerert med akselerasjon i forhold til den vertikale aksen g.

Ballistikk er en vitenskap som studerer egenskapene og bevegelseslovene til kropper kastet i vinkel mot horisonten.

Spørsmål 5. Hva betyr "fritt" fall?

Svar: i denne sammenhengen er det forstått at når en kropp faller, er den fri for luftmotstand.

Fritt fall av kropper: definisjoner, eksempler

Fritt fall er en jevnt akselerert bevegelse som skjer under påvirkning av tyngdekraften.

De første forsøkene på å systematisk og kvantitativt beskrive kroppens fritt fall går tilbake til middelalderen. Riktignok var det på den tiden en utbredt misforståelse om at kropper med forskjellige masser faller med forskjellige hastigheter. Faktisk er det en viss sannhet i dette, for i den virkelige verden påvirker luftmotstanden i stor grad fallhastigheten.

Imidlertid, hvis det kan neglisjeres, vil hastigheten på fallende kropper med forskjellige masser være den samme. Farten ved fritt fall øker forresten proporsjonalt med falltidspunktet.

Akselerasjonen til fritt fallende kropper avhenger ikke av deres masse.

Frifallsrekorden for en person tilhører i dag den østerrikske fallskjermhopperen Felix Baumgartner, som i 2012 hoppet fra 39 kilometers høyde og var i fritt fall i 36.402,6 meter.

Eksempler på fritt fallende kropper:

• et eple flyr på hodet til Newton;
• en fallskjermhopper hopper ut av et fly;
• fjæren faller i et forseglet rør hvorfra luften er evakuert.

Når en kropp faller i fritt fall, oppstår en tilstand av vektløshet. For eksempel er objekter i en romstasjon som beveger seg i bane rundt jorden i samme tilstand. Vi kan si at stasjonen sakte, veldig sakte faller ned på planeten.

Selvfølgelig er fritt fall mulig ikke bare på jorden, men også i nærheten av enhver kropp med tilstrekkelig masse. På andre komiske kropper vil fallet også bli jevnt akselerert, men størrelsen på akselerasjonen av fritt fall vil avvike fra det på jorden. Vi har forresten allerede publisert materiale om gravitasjon før.

Når du løser problemer, anses akselerasjonen g vanligvis som lik 9,81 m/s^2. I virkeligheten varierer verdien fra 9,832 (ved polene) til 9,78 (ved ekvator). Denne forskjellen skyldes at jorden roterer rundt sin akse.

Trenger du hjelp til å løse fysikkproblemer? Kontakt

Hva er fritt fall? Dette er kroppens fall til jorden i fravær av luftmotstand. Med andre ord, å falle inn i tomrommet. Selvfølgelig er fraværet av luftmotstand et vakuum, som ikke kan finnes på jorden under normale forhold. Derfor vil vi ikke ta hensyn til luftmotstandens kraft, med tanke på at den er så liten at den kan neglisjeres.

Akselerasjon av tyngdekraften

Ved å utføre sine berømte eksperimenter på det skjeve tårnet i Pisa fant Galileo Galilei ut at alle kropper, uansett masse, faller til jorden på samme måte. Det vil si at for alle legemer er tyngdeakselerasjonen den samme. Ifølge legenden slapp forskeren baller med forskjellige masser fra tårnet.

Akselerasjon av tyngdekraften

Tyngdeakselerasjon er akselerasjonen som alle legemer faller til jorden med.

Tyngdeakselerasjonen er omtrent 9,81 m s 2 og er angitt med bokstaven g. Noen ganger, når nøyaktighet ikke er grunnleggende viktig, avrundes tyngdeakselerasjonen til 10 m s 2.

Jorden er ikke en perfekt sfære, og på forskjellige punkter på jordoverflaten, avhengig av koordinatene og høyden over havet, varierer verdien av g. Dermed er den største tyngdeakselerasjonen ved polene (≈ 9,83 m s 2), og den minste er ved ekvator (≈ 9,78 m s 2).

Fritt fall kropp

La oss se på et enkelt eksempel på fritt fall. La litt kropp falle fra høyden h med null starthastighet. La oss si at vi hevet pianoet til en høyde h og slapp det rolig.

Fritt fall er en rettlinjet bevegelse med konstant akselerasjon. La oss rette koordinataksen fra punktet for kroppens utgangsposisjon til jorden. Ved å bruke kinematikkformler for rettlinjet jevnt akselerert bevegelse kan vi skrive:

h = v 0 + g t 2 2 .

Siden starthastigheten er null, skriver vi om:

Herfra finner vi uttrykket for tidspunktet for fall av en kropp fra en høyde h:

Når vi tar i betraktning at v = g t, finner vi kroppens hastighet i falløyeblikket, det vil si maksimal hastighet:

v = 2 t g · g = 2 t g .

På samme måte kan vi vurdere bevegelsen til en kropp kastet vertikalt oppover med en viss starthastighet. For eksempel kaster vi en ball opp.

La koordinataksen rettes vertikalt oppover fra punktet hvor kroppen kastes. Denne gangen beveger kroppen seg like sakte, og mister fart. På det høyeste punktet er kroppens hastighet null. Ved å bruke kinematikkformler kan vi skrive:

Ved å erstatte v = 0 finner vi tiden det tar for kroppen å stige til sin maksimale høyde:

Falltidspunktet faller sammen med stigningstidspunktet, og kroppen vil returnere til jorden etter t = 2 v 0 g.

Maksimal løftehøyde for en kropp kastet vertikalt:

La oss ta en titt på bildet nedenfor. Den viser grafer over kroppshastigheter for tre tilfeller av bevegelse med akselerasjon a = - g. La oss vurdere hver av dem, etter å ha spesifisert tidligere at i dette eksemplet er alle tall avrundet, og akselerasjonen av fritt fall antas å være 10 m s 2.

Den første grafen er en kropp som faller fra en viss høyde uten en starthastighet. Falltid tp = 1 s. Fra formlene og fra grafen er det lett å se at høyden kroppen falt fra er h = 5 m.

Den andre grafen er bevegelsen til en kropp kastet vertikalt oppover med en starthastighet v 0 = 10 m s. Maksimal løftehøyde h = 5 m. Stigetid og falltid t p = 1 s.

Den tredje grafen er en fortsettelse av den første. Den fallende kroppen spretter fra overflaten og hastigheten skifter kraftig fortegn til det motsatte. Ytterligere bevegelse av kroppen kan vurderes i henhold til den andre grafen.

Problemet med et legemes fritt fall er nært knyttet til problemet med bevegelsen til en kropp kastet i en viss vinkel mot horisonten. Dermed kan bevegelse langs en parabolsk bane representeres som summen av to uavhengige bevegelser i forhold til den vertikale og horisontale aksen.

Langs O Y-aksen beveger kroppen seg jevnt med akselerasjon g, starthastigheten for denne bevegelsen er v 0 y. Bevegelsen langs O X-aksen er jevn og rettlinjet, med en starthastighet v 0 x.

Betingelser for bevegelse langs O X-aksen:

x 0 = 0; v 0 x = v 0 cos α; a x = 0.

Betingelser for bevegelse langs O Y-aksen:

y 0 = 0; v 0 y = v 0 sin α; a y = - g .

La oss gi formler for bevegelsen til et legeme kastet i en vinkel til horisontalen.

Flytid for kroppen:

t = 2 v 0 sin α g .

Rekkevidde for kroppsflyvning:

L = v 0 2 sin 2 α g .

Maksimal flyrekkevidde oppnås ved vinkel α = 45°.

L m a x = v 0 2 g.

Maksimal løftehøyde:

h = v 0 2 sin 2 α 2 g.

Legg merke til at under virkelige forhold kan bevegelsen til en kropp kastet i en vinkel mot horisonten foregå langs en bane som er forskjellig fra parabolsk på grunn av luft- og vindmotstand. Studiet av bevegelsen av kropper kastet i rommet er en spesiell vitenskap - ballistikk.

Hvis du oppdager en feil i teksten, merk den og trykk Ctrl+Enter