Erkin tushish - bu jismlarning faqat Yerning tortishish kuchi ta'sirida (tortishish kuchi ta'sirida) harakatidir.

Yer sharoitida jismlarning tushishi shartli ravishda erkin hisoblanadi, chunki Tana havoga tushganda, har doim havo qarshiligi kuchi mavjud.

Ideal erkin tushish faqat havo qarshiligi bo'lmagan vakuumdagina mumkin bo'lib, massasi, zichligi va shaklidan qat'i nazar, barcha jismlar bir xil tez tushadi, ya'ni vaqtning istalgan momentida jismlar bir xil oniy tezlik va tezlanishlarga ega.

Agar siz nasos yordamida havoni chiqarib yuborsangiz, Nyuton trubkasidagi jismlarning ideal erkin tushishini kuzatishingiz mumkin.

Keyingi mulohaza yuritishda va muammolarni hal qilishda biz havo bilan ishqalanish kuchini e'tiborsiz qoldiramiz va jismlarning quruqlik sharoitida tushishini ideal holda erkin deb hisoblaymiz.

OZORILIK TEZLASHISHI

Erkin tushish paytida Yer yuzasiga yaqin joylashgan barcha jismlar, ularning massasidan qat'i nazar, tortishish tezlashishi deb ataladigan bir xil tezlanishga ega bo'ladi.
Gravitatsion tezlanish belgisi g dir.

Yerdagi tortishish tezlashishi taxminan quyidagilarga teng:
g = 9,81 m/s2.

Gravitatsiya tezlashishi har doim Yerning markaziga qaratilgan.

Yer yuzasiga yaqin joyda tortishish kuchining kattaligi doimiy deb hisoblanadi, shuning uchun jismning erkin tushishi doimiy kuch ta'sirida jismning harakatidir. Shuning uchun erkin tushish bir tekis tezlashtirilgan harakatdir.

Og'irlik vektori va u yaratgan erkin tushish tezlashishi har doim bir xil yo'naltiriladi.

Bir tekis tezlashtirilgan harakat uchun barcha formulalar erkin tushayotgan jismlarga tegishli.

Jismning istalgan vaqtda erkin tushishi tezligining kattaligi:

tana harakati:

Bunday holda, tezlashtirish o'rniga A, tortishish tezlanishi bir tekis tezlashtirilgan harakat formulalariga kiritiladi g=9,8m/s2.

Ideal yiqilish sharoitida bir xil balandlikdan tushgan jismlar Yer yuzasiga etib boradi, bir xil tezlikda va bir xil vaqtni o'tkazadi.

Ideal erkin tushishda tana dastlabki tezlikning kattaligiga teng tezlik bilan Yerga qaytadi.

Tananing yiqilish vaqti, u otish paytidan boshlab parvozning eng yuqori nuqtasida to'liq to'xtaguncha yuqoriga qarab harakat qilgan vaqtga teng.

Faqat Yerning qutblarida jismlar qat'iy vertikal ravishda tushadi. Sayyoraning boshqa barcha nuqtalarida aylanuvchi tizimlarda paydo bo'ladigan Kariolis kuchi (ya'ni, Yerning o'z o'qi atrofida aylanishining ta'siri) tufayli erkin tushayotgan jismning traektoriyasi sharqqa og'adi.

BILASANMI

JANLARNING HAQIQIY SHARTLARDA QUTISHI QANDAY?

Agar siz miltiqni vertikal ravishda yuqoriga qaratsangiz, havo bilan ishqalanish kuchini hisobga olgan holda, har qanday balandlikdan erkin tushgan o'q erdan 40 m / s dan oshmaydigan tezlikka ega bo'ladi.

Haqiqiy sharoitda havoga nisbatan ishqalanish kuchi mavjudligi tufayli tananing mexanik energiyasi qisman issiqlik energiyasiga aylanadi. Natijada tananing maksimal ko'tarilish balandligi havosiz fazoda harakatlanayotganda bo'lishi mumkin bo'lganidan kamroq bo'lib chiqadi va tushish paytida traektoriyaning istalgan nuqtasida tezlik ko'tarilish tezligidan kamroq bo'lib chiqadi.

Ishqalanish mavjud bo'lganda, tushayotgan jismlar faqat harakatning dastlabki momentida g ga teng tezlanishga ega. Tezlik oshgani sayin tezlanish pasayadi va tananing harakati bir xil bo'lishga intiladi.

BUNI O'ZING QIL

Haqiqiy sharoitda tushgan jismlar o'zini qanday tutadi?

Plastik, qalin karton yoki kontrplakdan tayyorlangan kichik diskni oling. Oddiy qog'ozdan bir xil diametrli diskni kesib oling. Ularni turli qo'llarda ushlab, bir xil balandlikda ko'taring va bir vaqtning o'zida qo'yib yuboring. Og'ir disk engil diskdan tezroq tushadi. Yiqilish paytida har bir disk bir vaqtning o'zida ikkita kuchga ta'sir qiladi: tortishish kuchi va havo qarshiligi kuchi. Yiqilishning boshida tortishishning natijaviy kuchi va havo qarshilik kuchi kattaroq massaga ega bo'lgan jism uchun kattaroq bo'ladi va og'irroq jismning tezlashishi katta bo'ladi. Tananing tezligi oshgani sayin, havo qarshiligining kuchi kuchayadi va asta-sekin tortishish kuchiga teng bo'ladi; tushayotgan jismlar bir tekis harakatlana boshlaydi, lekin har xil tezlikda (og'irroq jism yuqori tezlikka ega).
Samolyotdan katta balandlikdan sakrashda parashyutchining yiqilib tushishi yiqilayotgan diskning harakatiga o'xshab ko'rib chiqilishi mumkin.

Engil qog'oz diskini og'irroq plastmassa yoki kontrplak diskiga qo'ying, ularni balandlikka ko'taring va bir vaqtning o'zida qo'yib yuboring. Bunday holda, ular bir vaqtning o'zida tushadi. Bu erda havo qarshiligi faqat og'ir pastki diskda harakat qiladi va tortishish jismlarga ularning massasidan qat'i nazar, teng tezlanishlarni beradi.

DARYIY HAZIL

18-asrda yashagan parijlik fizik Lenormand oddiy yomg'ir soyabonlarini olib, spikerlarning uchlarini mahkamlab, uyning tomidan sakrab chiqdi. Keyin u muvaffaqiyatidan ruhlanib, to'qilgan o'rindiqli maxsus soyabon yasadi va Monpelye minorasidan pastga tushdi. Pastda uni ishtiyoqli tomoshabinlar o'rab olishdi. Soyaboningizning nomi nima? Parashyut! - javob berdi Lenormand (bu so'zning frantsuz tilidan so'zma-so'z tarjimasi "yiqilishga qarshi").

QIZIQ

Agar siz Yerni burg'ulash va u erga tosh otsangiz, toshga nima bo'ladi?
Tosh yiqilib, yo'lning o'rtasida maksimal tezlikni ko'taradi, so'ngra inertsiya bo'yicha yana uchadi va Yerning qarama-qarshi tomoniga etib boradi va uning yakuniy tezligi dastlabki tezlikka teng bo'ladi. Yer ichidagi erkin tushishning tezlashishi Yerning markazigacha bo'lgan masofaga proportsionaldir. Tosh, Guk qonuniga ko'ra, buloqdagi og'irlik kabi harakat qiladi. Agar toshning dastlabki tezligi nolga teng bo'lsa, u holda mildagi toshning tebranish davri, to'g'ri mil qanday qazilganidan qat'i nazar, sun'iy yo'ldoshning Yer yuzasiga yaqin aylanish davriga teng bo'ladi: markaz orqali. Yerning yoki har qanday akkord bo'ylab.

Klassik mexanikada gravitatsion maydonda erkin harakatlanuvchi jismning holati deyiladi erkin tushish. Agar jism atmosferaga tushib qolsa, unga qoʻshimcha tortish kuchi taʼsir qiladi va uning harakati nafaqat tortishish tezlanishiga, balki uning massasi, koʻndalang kesimi va boshqa omillarga ham bogʻliq boʻladi. Biroq, vakuumga tushgan jismga faqat bitta kuch, ya'ni tortishish ta'sir qiladi.

Erkin tushishga misol qilib, past Yer orbitasidagi kosmik kemalar va sun'iy yo'ldoshlarni keltirish mumkin, chunki ularga ta'sir qiluvchi yagona kuch tortishishdir. Quyosh atrofida aylanadigan sayyoralar ham erkin tushishda. Past tezlikda erga tushgan narsalarni ham erkin yiqilgan deb hisoblash mumkin, chunki bu holda havo qarshiligi ahamiyatsiz va e'tiborsiz qolishi mumkin. Agar jismlarga ta'sir qiladigan yagona kuch tortishish bo'lsa va havo qarshiligi bo'lmasa, tezlanish barcha jismlar uchun bir xil bo'ladi va Yer yuzasida sekundiga 9,8 metr (m/s²) yoki Yer yuzasida tortishish tezlashishiga teng bo'ladi. sekundiga 32,2 fut (ft/s²). Boshqa astronomik jismlar yuzasida tortishishning tezlashishi boshqacha bo'ladi.

Parashyutchilar, albatta, parashyut ochilishidan oldin ular erkin yiqilishda bo'lishlarini aytishadi, lekin aslida parashyutchi hech qachon erkin yiqilishda bo'lolmaydi, hatto parashyut hali ochilmagan bo'lsa ham. Ha, "erkin tushishda" parashyutchiga tortishish kuchi ta'sir qiladi, lekin unga qarama-qarshi kuch ham ta'sir qiladi - havo qarshiligi va havo qarshiligi kuchi tortishish kuchidan bir oz kamroq.

Agar havo qarshiligi bo'lmasa, jismning erkin tushishdagi tezligi har soniyada 9,8 m/s ga oshadi.

Erkin tushayotgan jismning tezligi va masofasi quyidagicha hisoblanadi:

v₀ - dastlabki tezlik (m/s).

v- oxirgi vertikal tezlik (m/s).

h₀ - boshlang'ich balandligi (m).

h- tushish balandligi (m).

t- tushish vaqti (lar).

g- erkin tushish tezlashishi (Yer yuzasida 9,81 m/s2).

Agar v₀=0 va h₀=0, bizda:

agar erkin tushish vaqti ma'lum bo'lsa:

agar erkin tushish masofasi ma'lum bo'lsa:

agar erkin tushishning yakuniy tezligi ma'lum bo'lsa:

Ushbu formulalar ushbu erkin tushish kalkulyatorida qo'llaniladi.

Erkin yiqilishda, tanani qo'llab-quvvatlovchi kuch bo'lmasa, vaznsizlik. Og'irliksizlik - poldan, stuldan, stoldan va boshqa atrofdagi narsalardan tanaga ta'sir qiluvchi tashqi kuchlarning yo'qligi. Boshqacha qilib aytganda, reaktsiya kuchlarini qo'llab-quvvatlash. Odatda bu kuchlar tayanch bilan aloqa qilish yuzasiga perpendikulyar yo'nalishda va ko'pincha vertikal ravishda yuqoriga qarab harakat qiladi. Og'irliksizlikni suvda suzishga qiyoslash mumkin, ammo teri suvni sezmaydigan tarzda. Dengizda uzoq vaqt suzgandan so'ng qirg'oqqa borganingizda, o'z vazningizni his qilishni hamma biladi. Shuning uchun suv havzalari kosmonavtlar va astronavtlarni tayyorlashda vaznsizlikni taqlid qilish uchun ishlatiladi.

Gravitatsion maydonning o'zi tanangizga bosim yarata olmaydi. Shuning uchun, agar siz katta ob'ektda (masalan, samolyotda) erkin yiqilish holatida bo'lsangiz, u ham bu holatda bo'lsa, tanangiz va tayanch o'rtasidagi o'zaro ta'sirning tashqi kuchlari tanangizga ta'sir qilmaydi va tuyg'u paydo bo'ladi. vaznsizlik paydo bo'ladi, deyarli suvda bo'lgani kabi.

Nol tortishish sharoitida mashq qilish uchun samolyot kosmonavtlar va kosmonavtlarni tayyorlash, shuningdek, turli tajribalarni o'tkazish uchun qisqa muddatli vaznsizlikni yaratish uchun mo'ljallangan. Bunday samolyotlar bir qancha mamlakatlarda ishlatilgan va hozirda qo'llanilmoqda. Qisqa vaqt ichida, har bir parvoz daqiqasida taxminan 25 soniya davom etadigan samolyot vaznsizlik holatida, ya'ni yo'lovchilar uchun yer reaktsiyasi yo'q.

Og'irliksizlikni taqlid qilish uchun turli xil samolyotlar ishlatilgan: SSSR va Rossiyada 1961 yildan beri Tu-104AK, Tu-134LK, Tu-154MLK va Il-76MDK modifikatsiyalangan ishlab chiqarish samolyotlari ishlatilgan. Qo'shma Shtatlarda astronavtlar 1959 yildan beri modifikatsiyalangan AJ-2, C-131, KC-135 va Boeing 727-200 samolyotlarida mashq qildilar. Evropada Milliy kosmik tadqiqotlar markazi (CNES, Frantsiya) Airbus A310 samolyotidan tortishishsiz mashg'ulotlar uchun foydalanadi. Modifikatsiya yonilg'i, gidravlika va boshqa ba'zi tizimlarni qisqa muddatli vaznsizlik sharoitida normal ishlashini ta'minlash uchun o'zgartirish, shuningdek, samolyot tezlashishiga (2G gacha) bardosh bera oladigan qanotlarni mustahkamlashdan iborat.

Ba'zida Yer atrofida orbitada kosmik parvoz paytida erkin tushish shartlarini tavsiflashda ular tortishishning yo'qligi haqida gapirishlariga qaramay, tortishish har qanday kosmik kemada mavjud. Yetishmayotgan narsa - bu og'irlik, ya'ni kosmik kemadagi jismlarga tayanch reaktsiyasining kuchi, ular kosmosda tortishish kuchi tufayli bir xil tezlanish bilan harakatlanadi, bu Yerdagidan bir oz kamroq. Masalan, Xalqaro kosmik stansiya (XKS) Yer atrofida aylanib yuradigan 350 km balandlikdagi Yer orbitasida tortishish tezlashuvi 8,8 m/s² ni tashkil etadi, bu Yer yuzasidagidan atigi 10% kam.

Ob'ektning (odatda samolyot) er yuzasida tortishish tezlashishiga nisbatan haqiqiy tezlashishini tavsiflash uchun odatda maxsus atama qo'llaniladi - ortiqcha yuk. Agar siz yotgan bo'lsangiz, o'tirsangiz yoki yerda tursangiz, tanangiz 1 g kuchga bo'ysunadi (ya'ni, yo'q). Agar siz uchayotgan samolyotda bo'lsangiz, taxminan 1,5 G ni boshdan kechirasiz. Agar bir xil samolyot muvofiqlashtirilgan tor radiusli burilishni amalga oshirsa, yo'lovchilar 2 g gacha bo'lishi mumkin, ya'ni ularning vazni ikki baravar ko'paygan.

Odamlar ortiqcha yuk bo'lmagan (1 g) sharoitida yashashga odatlangan, shuning uchun har qanday ortiqcha yuk inson tanasiga kuchli ta'sir qiladi. Xuddi nol tortishish kuchiga ega bo'lgan laboratoriya samolyotlarida bo'lgani kabi, suyuqlik bilan ishlaydigan barcha tizimlar nol-g va hatto salbiy-g sharoitida to'g'ri ishlashi uchun o'zgartirilishi kerak bo'lgani kabi, odamlar ham bunday sharoitlarda omon qolish uchun yordam va shunga o'xshash "o'zgartirish" ga muhtoj. O'qitilmagan odam 3-5 g ortiqcha yuk bilan (ortiqcha yuklanish yo'nalishiga qarab) ongni yo'qotishi mumkin, chunki bunday ortiqcha yuk miyani kisloroddan mahrum qilish uchun etarli, chunki yurak uni etarli darajada qon bilan ta'minlay olmaydi. Shu munosabat bilan harbiy uchuvchilar va kosmonavtlar sentrifugalarda mashq qiladilar yuqori ortiqcha yuk sharoitlari ular davomida ongni yo'qotishning oldini olish. Ish sharoitida halokatli bo'lishi mumkin bo'lgan qisqa muddatli ko'rish va ongni yo'qotishning oldini olish uchun uchuvchilar, kosmonavtlar va kosmonavtlar balandlikni to'ldiruvchi kostyumlar kiyadilar, ular ortiqcha yuk paytida miyadan qon oqimini cheklaydilar, bu esa butun bo'ylab bir xil bosimni ta'minlaydi. inson tanasining yuzasi.

Jismning erkin tushishi uning tortishish kuchi ta'sirida sodir bo'ladigan bir xildagi harakatidir. Ayni paytda tanaga ta'sir eta oladigan boshqa kuchlar yo yo'q yoki shunchalik kichikki, ularning ta'siri hisobga olinmaydi. Misol uchun, parashyutchi samolyotdan sakraganda, u sakrashdan keyin birinchi soniyalarda erkin tushadi. Ushbu qisqa vaqt oralig'i kosmik kemada kosmonavtlar boshdan kechirganiga o'xshash vaznsizlik hissi bilan tavsiflanadi.

Bu hodisaning kashf etilishi tarixi

Olimlar tananing erkin tushishi haqida o'rta asrlarda bilishgan: Saksoniyalik Albert va Nikolay Ores bu hodisani o'rganishgan, ammo ularning ba'zi xulosalari noto'g'ri edi. Masalan, ular tushgan og'ir jismning tezligi bosib o'tgan masofaga to'g'ridan-to'g'ri proportsional ravishda ortadi, deb ta'kidladilar. 1545 yilda bu xatoni ispan olimi D.Soto tuzatib, tushayotgan jismning tezligi ushbu ob'ektning yiqilishi boshidan o'tgan vaqtga mutanosib ravishda ortib borishini aniqladi.

1590 yilda italyan fizigi Galileo Galiley yiqilgan jismning bosib o'tgan masofasining vaqtga aniq bog'liqligini belgilovchi qonunni ishlab chiqdi. Olimlar shuningdek, havo qarshiligi bo'lmasa, Yerdagi barcha jismlar bir xil tezlanish bilan tushishini isbotladilar, garchi u kashf etilishidan oldin og'ir jismlar tezroq qulashi umumiy qabul qilingan edi.

Yangi miqdor topildi - tortishishning tezlashishi, bu ikki komponentdan iborat: tortishish va markazdan qochma tezlanish. Gravitatsiya tezlashuvi g harfi bilan belgilanadi va yer sharining turli nuqtalari uchun turli qiymatlarga ega: 9,78 m/s 2 (ekvator uchun indikator) dan 9,83 m/s 2 gacha (qutblardagi tezlanish qiymati). Ko'rsatkichlarning aniqligiga uzunlik, kenglik, kun vaqti va boshqa omillar ta'sir qiladi.

G ning standart qiymati 9,80665 m / s 2 deb hisoblanadi. Yuqori aniqlikni talab qilmaydigan fizik hisoblarda tezlanish qiymati 9,81 m/s 2 ga teng. Hisob-kitoblarni osonlashtirish uchun 10 m/s 2 ga teng g qiymatini olishga ruxsat beriladi.

Galiley kashfiyotiga muvofiq jismning qanday tushishini ko‘rsatish uchun olimlar quyidagi tajribani o‘rnatdilar: massalari har xil bo‘lgan jismlar uzun shisha nayga joylashtiriladi va trubadan havo chiqariladi. Shundan so'ng trubka aylantiriladi, barcha jismlar massasidan qat'i nazar, tortishish kuchi ta'sirida bir vaqtning o'zida trubaning tubiga tushadi.

Har qanday muhitda bir xil jismlar, tortishish kuchi bilan bir vaqtda joylashtirilganda, ularga qarshilik kuchi ta'sir qiladi, shuning uchun jismlar, ularning massasi, shakli va zichligiga qarab, turli vaqtlarda tushadi.

Hisoblash uchun formulalar

Erkin tushish bilan bog'liq turli ko'rsatkichlarni hisoblash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan formulalar mavjud. Ular quyidagilardan foydalanadilar shartli belgilar:

1. u - o'rganilayotgan jismning harakatlanish tezligi, m/s;
2. h - o'rganilayotgan jismning harakatlanadigan balandligi, m;
3. t - o'rganilayotgan tananing harakatlanish vaqti, s;
4. g - tezlashuv (doimiy qiymat 9,8 m / s 2 ga teng).

Tushayotgan jismning ma'lum yakuniy tezlikda va tushish vaqtida bosib o'tgan masofasini aniqlash formulasi: h = ut /2.

O'zgarmas qiymat g va vaqtdan foydalanib, tushayotgan jismning bosib o'tgan masofasini hisoblash formulasi: h = gt 2 /2.

Ma'lum tushish vaqti bilan yiqilish oxirida tushayotgan jismning tezligini aniqlash formulasi: u = gt.

Agar o'rganilayotgan ob'ektning tushish balandligi ma'lum bo'lsa, uning tushishi oxiridagi tezligini hisoblash formulasi: u = √2 gh.

Ilmiy bilimlarni chuqur o'rganmasdan, erkin harakatning kundalik ta'rifi, atrofdagi havo va tortishish kuchining qarshiligidan tashqari hech qanday begona omillar ta'sir qilmasa, er atmosferasidagi jismning harakatini nazarda tutadi.

Turli vaqtlarda ko'ngillilar o'zaro raqobatlashib, shaxsiy eng yaxshi natijalarni ko'rsatishga harakat qilishadi. 1962 yilda SSSRdan kelgan sinov parashyutchisi Evgeniy Andreev Ginnesning rekordlar kitobiga kiritilgan rekord o'rnatdi: erkin yiqilishda parashyut bilan sakrashda u sakrash paytida tormoz parashyutidan foydalanmasdan 24500 m masofani bosib o'tdi.

1960 yilda amerikalik D.Kittinger 31 ming m balandlikdan parashyutda sakrashni amalga oshirdi, lekin parashyut-tormoz tizimidan foydalangan.

2005 yilda erkin yiqilish paytida rekord tezlik qayd etildi - 553 km/soat, etti yildan so'ng esa yangi rekord o'rnatildi - bu tezlik 1342 km/soatgacha oshirildi. Bu rekord avstriyalik parashyutchi Feliks Baumgartnerga tegishli bo‘lib, u o‘zining xavfli stunlari bilan butun dunyoga tanilgan.

Video

Jismlarning tushish tezligi haqida sizga ma'lumot beradigan qiziqarli va o'quv videosini tomosha qiling.

Seshanba, demak, bugun yana muammolarni hal qilamiz. Bu safar "tanalarning erkin tushishi" mavzusida.

Erkin tushadigan jismlar haqida javobli savollar

Savol 1. Gravitatsion tezlanish vektorining yo'nalishi qanday?

Javob: biz oddiygina tezlashtirishni aytishimiz mumkin g pastga yo'naltirilgan. Aslida, aniqrog'i, tortishishning tezlashishi Yerning markaziga qaratilgan.

2-savol. Erkin tushishning tezlashishi nimaga bog'liq?

Javob: Yerda tortishish ta'sirida tezlanish kenglik bilan bir qatorda balandlikka ham bog'liq h tanani sirt ustida ko'tarish. Boshqa sayyoralarda bu qiymat massaga bog'liq M va radius R samoviy jism. Erkin tushish tezlashuvining umumiy formulasi:

3-savol. Tana vertikal ravishda yuqoriga tashlanadi. Ushbu harakatni qanday tavsiflash mumkin?

Javob: Bunday holda, tana bir xil tezlanish bilan harakat qiladi. Bundan tashqari, tananing maksimal balandlikdan ko'tarilish vaqti va tushish vaqti tengdir.

4-savol. Va agar tana yuqoriga emas, balki gorizontal yoki gorizontal burchak ostida tashlangan bo'lsa. Bu qanday harakat?

Javob: bu ham erkin tushish deb aytishimiz mumkin. Bunday holda, harakat ikki o'qga nisbatan ko'rib chiqilishi kerak: vertikal va gorizontal. Tana gorizontal o'qga nisbatan bir tekis harakatlanadi va vertikal o'qga nisbatan tezlanish bilan bir xilda tezlashadi. g.

Balistika - ufqqa burchak ostida uloqtirilgan jismlarning xususiyatlari va harakat qonunlarini o'rganadigan fan.

5-savol."Erkin" tushish nimani anglatadi?

Javob: shu nuqtai nazardan, tana yiqilib tushganda, u havo qarshiligidan ozod ekanligi tushuniladi.

Jismlarning erkin tushishi: ta'riflar, misollar

Erkin tushish - tortishish kuchi ta'sirida sodir bo'ladigan bir xil tezlashtirilgan harakat.

Jismlarning erkin tushishini tizimli va miqdoriy jihatdan tavsiflashga birinchi urinishlar o'rta asrlarga to'g'ri keladi. To'g'ri, o'sha paytda turli xil massali jismlar turli tezlikda tushadi degan noto'g'ri tushuncha keng tarqalgan edi. Darhaqiqat, bu erda qandaydir haqiqat bor, chunki haqiqiy dunyoda havo qarshiligi yiqilish tezligiga katta ta'sir qiladi.

Biroq, agar uni e'tiborsiz qoldirish mumkin bo'lsa, u holda turli massa jismlarining tushish tezligi bir xil bo'ladi. Aytgancha, erkin tushish paytida tezlik tushish vaqtiga mutanosib ravishda ortadi.

Erkin tushayotgan jismlarning tezlashishi ularning massasiga bog'liq emas.

Erkin yiqilish bo'yicha rekordchi avstriyalik parashyutchi Feliks Baumgartnerga tegishli bo'lib, u 2012 yilda 39 kilometr balandlikdan sakrab, 36 402,6 metr balandlikdan erkin yiqilgan edi.

Erkin tushadigan jismlarga misollar:

• olma Nyutonning boshiga uchadi;
• parashyutchi samolyotdan sakraydi;
• tuklar havo evakuatsiya qilingan muhrlangan naychaga tushadi.

Tana erkin yiqilib tushganda, vaznsizlik holati paydo bo'ladi. Masalan, Yer atrofida orbitada harakatlanayotgan kosmik stansiyadagi jismlar bir xil holatda. Aytishimiz mumkinki, stantsiya asta-sekin, juda sekin sayyoraga tushadi.

Albatta, erkin tushish nafaqat Yerda, balki etarli massaga ega bo'lgan har qanday jism yaqinida ham mumkin. Boshqa kulgili jismlarda ham yiqilish bir xilda tezlashadi, ammo tortishish tezlashuvining kattaligi Yerdagidan farq qiladi. Aytgancha, biz allaqachon tortishish haqidagi materialni allaqachon nashr etgan edik.

Masalalarni yechishda g tezlashuvi odatda 9,81 m/s^2 ga teng deb hisoblanadi. Haqiqatda uning qiymati 9,832 (qutblarda) dan 9,78 (ekvatorda) gacha o'zgarib turadi. Bu farq Yerning o'z o'qi atrofida aylanishi bilan bog'liq.

Fizika masalalarini hal qilishda yordam kerakmi? Aloqa

Erkin tushish nima? Bu havo qarshiligi bo'lmaganda jismlarning Yerga tushishi. Boshqacha aytganda, bo'shliqqa tushish. Albatta, havo qarshiligining yo'qligi vakuum bo'lib, uni normal sharoitda Yerda topib bo'lmaydi. Shuning uchun, biz havo qarshiligining kuchini hisobga olmaymiz, chunki uni e'tiborsiz qoldirish mumkin.

Gravitatsiyaning tezlashishi

Galiley Galiley Piza minorasida o'zining mashhur tajribalarini o'tkazar ekan, barcha jismlar, ularning massasidan qat'i nazar, Yerga bir xil tarzda tushishini aniqladi. Ya'ni, barcha jismlar uchun tortishish tezlashishi bir xil. Afsonaga ko'ra, olim so'ng minoradan turli massadagi to'plarni tashlagan.

Gravitatsiyaning tezlashishi

Gravitatsiya tezlashuvi - bu barcha jismlar Yerga tushadigan tezlanish.

Gravitatsiyaning tezlashishi taxminan 9,81 m s 2 ni tashkil qiladi va g harfi bilan belgilanadi. Ba'zan, aniqlik printsipial jihatdan muhim bo'lmaganda, tortishish tezlashishi 10 m s 2 gacha yaxlitlanadi.

Yer mukammal shar emas, yer yuzasining turli nuqtalarida dengiz sathidan koordinatalar va balandlikka qarab g ning qiymati o'zgarib turadi. Shunday qilib, tortishishning eng katta tezlashishi qutblarda (≈ 9,83 m s 2), eng kichiki esa ekvatorda (≈ 9,78 m s 2) bo'ladi.

Erkin tushish tanasi

Keling, erkin tushishning oddiy misolini ko'rib chiqaylik. Ba'zi jismlar h balandlikdan boshlang'ich tezligi nolga teng bo'lsin. Aytaylik, biz pianinoni h balandlikka ko'tardik va uni xotirjamlik bilan qo'yib yubordik.

Erkin tushish - doimiy tezlanishga ega bo'lgan to'g'ri chiziqli harakat. Keling, koordinata o'qini tananing boshlang'ich pozitsiyasidan Yerga yo'naltiramiz. To'g'ri chiziqli bir tekis tezlashtirilgan harakat uchun kinematik formulalardan foydalanib, biz quyidagilarni yozishimiz mumkin:

h = v 0 + g t 2 2.

Dastlabki tezlik nolga teng bo'lganligi sababli, biz qayta yozamiz:

Bu yerdan jismning h balandlikdan tushish vaqti ifodasini topamiz:

v = g t ekanligini hisobga olsak, tananing yiqilish momentidagi tezligini, ya'ni maksimal tezligini topamiz:

v = 2 h g · g = 2 h g.

Xuddi shunday, ma'lum bir boshlang'ich tezlik bilan vertikal yuqoriga tashlangan jismning harakatini ko'rib chiqishimiz mumkin. Misol uchun, biz to'pni yuqoriga tashlaymiz.

Koordinata o'qi tanani tashlash nuqtasidan vertikal yuqoriga yo'naltirilsin. Bu safar tana tezligini yo'qotib, bir xil darajada sekin harakat qiladi. Eng yuqori nuqtada tananing tezligi nolga teng. Kinematik formulalardan foydalanib, biz quyidagilarni yozishimiz mumkin:

v = 0 ni almashtirib, tananing maksimal balandligiga ko'tarilish vaqtini topamiz:

Yiqilish vaqti ko'tarilish vaqtiga to'g'ri keladi va tana t = 2 v 0 g dan keyin Yerga qaytadi.

Vertikal otilgan jismning maksimal ko'tarilish balandligi:

Keling, quyidagi rasmni ko'rib chiqaylik. U a = - g tezlanish bilan harakatlanishning uchta holati uchun tana tezligining grafiklarini ko'rsatadi. Keling, ularning har birini ko'rib chiqaylik, bu misolda barcha raqamlar yaxlitlanganligini va erkin tushish tezlashishi 10 m s 2 deb qabul qilinganligini oldindan belgilab qo'ygan.

Birinchi grafik - ma'lum bir balandlikdan boshlang'ich tezliksiz tushgan jism. Kuz vaqti tp = 1 s. Formulalardan va grafikdan tananing tushgan balandligi h = 5 m ekanligini ko'rish oson.

Ikkinchi grafik v 0 = 10 m s boshlang'ich tezlik bilan vertikal yuqoriga tashlangan jismning harakatidir. Maksimal ko'tarish balandligi h = 5 m.Ko'tarilish vaqti va tushish vaqti t p = 1 s.

Uchinchi grafik birinchisining davomi. Yiqilgan jism sirtdan sakraydi va uning tezligi belgisini keskin o'zgartiradi. Tananing keyingi harakati ikkinchi grafik bo'yicha ko'rib chiqilishi mumkin.

Jismning erkin tushishi muammosi gorizontga ma'lum burchak ostida tashlangan jismning harakati muammosi bilan chambarchas bog'liq. Shunday qilib, parabolik traektoriya bo'ylab harakat vertikal va gorizontal o'qlarga nisbatan ikkita mustaqil harakatning yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin.

O Y o'qi bo'ylab jism g tezlanish bilan bir tekis harakatlanadi, bu harakatning boshlang'ich tezligi v 0 y. O X o'qi bo'ylab harakat bir xil va to'g'ri chiziqli, dastlabki tezligi v 0 x.

O X o'qi bo'ylab harakatlanish shartlari:

x 0 = 0; v 0 x = v 0 cos a ; a x = 0.

O Y o'qi bo'ylab harakatlanish shartlari:

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

Gorizontalga burchak ostida tashlangan jismning harakati uchun formulalar beraylik.

Tana parvoz vaqti:

t = 2 v 0 sin a g.

Tana parvoz diapazoni:

L = v 0 2 sin 2 a g.

Maksimal parvoz masofasi a = 45 ° burchak ostida erishiladi.

L m a x = v 0 2 g.

Maksimal ko'tarish balandligi:

h = v 0 2 sin 2 a 2 g.

E'tibor bering, real sharoitda ufqqa burchak ostida tashlangan jismning harakati havo va shamol qarshiligi tufayli parabolikdan farq qiladigan traektoriya bo'ylab sodir bo'lishi mumkin. Kosmosga tashlangan jismlarning harakatini o'rganish maxsus fan - ballistikadir.

Agar siz matnda xatolikni sezsangiz, uni belgilang va Ctrl+Enter tugmalarini bosing