Материал за движение на свободно падане
В древността движението на падащите на земята обекти е било много интересна тема в естествената философия. Философът Аристотел веднъж е казал, че обектите с по-голяма маса падат по-бързо от по-леките. Мнението на Аристотел е повлияло на възгледите на хората, живели преди Галилей, които са вярвали, че обектите с по-голяма маса падат по-бързо от по-леките и че скоростта на падане на обекта е пропорционална на неговата маса. Може би преди да изучите тази тема, и вие сте си мислили същото.
Пуснете лист хартия и книга от една и съща височина. Поставете листа хартия на лявата си длан, а книгата на дясната. След като бъде пусната, книгата ще удари пода първо, а хартията ще удари пода по-късно. Сега опитайте да поставите листа хартия върху книгата, след което пуснете и листа хартия, и книгата на пода. Този път лист хартия и книга ще ударят пода едновременно.
Казваме, че един обект изпитва движение на свободно падане, ако се движи перпендикулярно на центъра на Земята и по време на движението си обектът изпитва постоянно гравитационно ускорение. Ако пада свободно близо до повърхността на Земята, обектът изпитва постоянно гравитационно ускорение от 9,8 m/s2 и посоката на гравитационното ускорение е към центъра на Земята (перпендикулярно на повърхността на Земята). За да се опростят изчисленията, извършвани от учениците, g се закръглява на 10 m/ s2.
Има три различни ситуации, включително:
1. Обектът се движи вертикално надолу без начална скорост (няма v)o). Например, плод пада от дърво, след като се е отделил от стъблото си. Посоката на движение винаги е надолу и обектът изпитва ускорение, следователно гравитационното ускорение (g) винаги е положително. В някои книги по физика то се нарича движение на свободно падане
2. Обектът се движи вертикално надолу с определена начална скорост (има vo). Например, камък е хвърлен вертикално надолу. Посоката на движение винаги е надолу и обектът изпитва ускорение, следователно g винаги е положително. В някои книги по физика това се нарича вертикално движение надолу.
3. Обект се движи вертикално нагоре с определена начална скорост. След като достигне максималната си височина, обектът се връща обратно надолу. Например, хвърляте топче вертикално нагоре и след това го хващате отново, докато се движи надолу. Когато се движи нагоре, обектът изпитва забавяне (отрицателно g), когато се движи надолу, обектът изпитва ускорение (положително g). В някои учебници по физика това се нарича вертикално движение нагоре.
Трябва да се отбележи, че ако даден обект е в едно от трите условия по-горе, се казва, че той пада свободно.
Формула за движение на свободно падане
Свободното падане е пример за равномерно променящо се линейно движение, следователно формулата за свободно падане е по същество същата като формулата за равномерно променящо се линейно движение и е съобразена с условията на свободно падане.
Информация :
h = височина (метри), vo = начална скорост (метри/секунда), vt = крайна скорост (метри/секунда), t = време (секунда), g = ускорение от гравитацията (метри/секунда)2) = 9,8 м/с2 или 10 м/с2.
Постоянно гравитационно ускорение от 10 m/s2 (положително g – обектът се движи надолу), което означава, че скоростта на обекта се увеличава с 10 m/s всяка 1 секунда. 2 секунди по-късно скоростта на обекта става 20 m/s, а 3 секунди по-късно скоростта на обекта става 30 m/s. Постоянното гравитационно забавяне е 10 m/s.2 (g е отрицателно, обектът се движи нагоре), което означава, че скоростта на обекта намалява с 10 m/s2 на всяка 1 секунда. 2 секунди по-късно скоростта на обекта намалява с 20 м/с. 3 секунди по-късно скоростта на обекта намалява с 30 м/с.
Постоянно ускорение или забавяне се случва само близо до земната повърхност. В темата Законът за гравитацията на Нютон, ще научите, че стойността на g намалява с квадрата на разстоянието.
Разгледайте примери за задачи за свободно падане , примери за вертикално движение надолу и примери за вертикално движение нагоре, за да можете по-добре да разберете материала за движението при свободно падане.
