Materialo por Libera Falo kaj Movado
En antikvaj tempoj, la moviĝo de objektoj falantaj sur la teron estis tre interesa temo en natura filozofio. La filozofo Aristotelo iam diris, ke objektoj kun pli granda maso falas pli rapide ol pli malpezaj objektoj. La opinio de Aristotelo influis la vidpunktojn de homoj, kiuj vivis antaŭ Galileo, kiuj kredis, ke objektoj kun pli granda maso falas pli rapide ol pli malpezaj objektoj kaj ke la rapido de falo de objekto estas proporcia al ĝia maso. Eble antaŭ ol studi ĉi tiun temon, vi ankaŭ pensis la samon.
Faligu paperfolion kaj libron de la sama alto. Metu la paperon sur vian maldekstran manplaton kaj la libron sur vian dekstran manplaton. Post faligo, la libro unue trafas la plankon, dum la papero poste. Nun provu meti la paperon sur la libron, poste faligu kaj la paperon kaj la libron sur la plankon. Ĉi-foje, la papero kaj la libro samtempe trafas la plankon.
Oni diras, ke objekto spertas liberan falon, se ĝi moviĝas perpendikulare al la centro de la tero, kaj dum sia movado, la objekto spertas konstantan gravitan akcelon. Se ĝi falas libere proksime al la surfaco de la tero, la objekto spertas konstantan gravitan akcelon de 9,8 m/s² , kaj la direkto de la gravita akcelo estas al la centro de la tero (perpendikulare al la surfaco de la tero). Por simpligi la kalkulojn faritajn de lernantaj studentoj, g estas rondigita al 10 m/ s².
Ekzistas tri malsamaj situacioj, inkluzive de:
1. La objekto moviĝas vertikale malsupren sen komenca rapido (sen v)o). Ekzemple, frukto falas de arbo post kiam ĝi dekroĉiĝis de sia tigo. La direkto de la moviĝo ĉiam estas malsupren kaj la objekto spertas akceladon, tial la gravita akcelo (g) ĉiam estas pozitiva. En iuj fiziklibroj ĝi nomiĝas libera falo-moviĝo
2. La objekto moviĝas vertikale malsupren kun certa komenca rapido (ekzistas vo). Ekzemple, ŝtono estas ĵetata vertikale malsupren. La direkto de la moviĝo estas ĉiam malsupren kaj la objekto spertas akcelon, tial g estas ĉiam pozitiva. En iuj fiziklibroj ĝi nomiĝas malsupren vertikala moviĝo.
3. Objekto moviĝas vertikale supren kun certa komenca rapido. Post atingado de sia maksimuma alteco, la objekto moviĝas reen malsupren. Ekzemple, vi ĵetas rulglobeton vertikale supren kaj poste kaptas ĝin denove dum ĝi moviĝas malsupren. Movante supren, la objekto spertas malakceliĝon (negativa g), moviĝante malsupren, la objekto spertas akcelon (pozitiva g). En iuj fizikaj lernolibroj, tio nomiĝas supren vertikala moviĝo.
Notindas, ke se objekto spertas unu el la tri supre menciitaj kondiĉoj, oni diras, ke la objekto estas en libera falo.
Formulo de Libera Falo
Libera falmovo estas ekzemplo de unuforme ŝanĝiĝanta lineara movo, tial la formulo por libera falmovo estas baze la sama kiel la formulo por unuforme ŝanĝiĝanta lineara movo kaj estas adaptita al la kondiĉoj de libera falmovo.
Informoj:
h = alto (metroj), vo = komenca rapido (metroj/sekundo), vt = fina rapido (metroj/sekundo), t = tempo (sekundoj), g = akcelo pro gravito (metroj/sekundo)2) = 9,8 m/s2 aŭ 10 m/s2.
Konstanta gravita akcelo de 10 m/s2 (pozitiva g - objekto moviĝas malsupren), kio signifas, ke la rapido de la objekto pliiĝas je 10 m/s ĉiun 1 sekundon. 2 sekundojn poste, la rapido de la objekto fariĝas 20 m/s, 3 sekundojn poste la rapido de la objekto fariĝas 30 m/s. La konstanta gravita malakceliĝo estas 10 m/s2 (g estas negativa, la objekto moviĝas supren) kio signifas, ke la rapido de la objekto malpliiĝas je 10 m/s2 ĉiun 1 sekundon. 2 sekundojn poste, la rapido de la objekto malpliiĝas je 20 m/s. 3 sekundojn poste, la rapido de la objekto malpliiĝas je 30 m/s.
Konstanta akcelo aŭ malakcelo okazas nur proksime al la surfaco de la Tero. En la temo La leĝo de gravito de Neŭtono, vi lernos, ke la valoro de g malpliiĝas kun la kvadrato de la distanco.
Studu ekzemplojn de problemoj pri libera falo , ekzemplojn de problemoj pri malsupren vertikala movo kaj ekzemplojn de problemoj pri supren vertikala movo, por ke vi pli bone komprenu la materialon pri libera falo.
