Vabalangemise liikumise materjal
Antiikajal oli maapinnale langevate esemete liikumine loodusfilosoofias väga huvitav teema. Filosoof Aristoteles ütles kord, et suurema massiga esemed langevad kiiremini kui kergemad esemed. Aristotelese arvamus mõjutas ka enne Galileot elanud inimeste vaateid, kes uskusid, et suurema massiga esemed langevad kiiremini kui kergemad esemed ja et eseme langemiskiirus on võrdeline selle massiga. Võib-olla arvasite enne selle teema uurimist ka teie samamoodi.
Kukku paberileht ja raamat samalt kõrguselt maha. Aseta paber vasakule peopesale ja raamat paremale peopesale. Pärast kukkumist kukub esmalt põrandale raamat ja seejärel paber. Nüüd proovi asetada paber raamatu peale ja seejärel kukutada nii paber kui ka raamat põrandale. Seekord kukkusid paber ja raamat samaaegselt põrandale.
Öeldakse, et objekt langeb vabalt, kui see liigub Maa keskpunktiga risti ja liikumise ajal kogeb objekt konstantset gravitatsioonikiirendust. Kui see langeb vabalt Maa pinna lähedale, kogeb objekt konstantset gravitatsioonikiirendust 9,8 m/s2 ja gravitatsioonikiirenduse suund on Maa keskpunkti poole (risti Maa pinnaga). Õpilaste arvutuste lihtsustamiseks ümardatakse g 10 m/ s2-ni.
On kolm erinevat olukorda, sealhulgas:
1. Objekt liigub vertikaalselt allapoole ilma algkiiruseta (v puudub)oNäiteks kukub puuvili pärast varre küljest eraldumist puult maha. Liikumissuund on alati allapoole ja objekt kogeb kiirendust, seega on gravitatsioonikiirendus (g) alati positiivne. Teatud füüsikaõpikutes nimetatakse seda vabalangemise liikumine
2. Objekt liigub vertikaalselt allapoole teatud algkiirusega (on olemas voNäiteks visatakse kivi vertikaalselt allapoole. Liikumissuund on alati allapoole ja objekt kogeb kiirendust, seega on g alati positiivne. Teatud füüsikaõpikutes nimetatakse seda vertikaalne allapoole suunatud liikumine.
3. Objekt liigub teatud algkiirusega vertikaalselt ülespoole. Pärast maksimaalse kõrguse saavutamist liigub objekt tagasi alla. Näiteks visatakse marmorkuul vertikaalselt ülespoole ja seejärel püütakse see uuesti kinni, kui see allapoole liigub. Ülespoole liikudes kogeb objekt aeglustumist (negatiivne g), allapoole liikudes kogeb objekt kiirendust (positiivne g). Teatud füüsikaõpikutes nimetatakse seda vertikaalne ülespoole liikumine.
Tuleb märkida, et kui objekt kogeb ühte ülaltoodud kolmest tingimusest, siis öeldakse, et objekt on vabalangemises.
Vabalangemise liikumise valem
Vabalangemine on näide ühtlaselt muutuvast lineaarsest liikumisest, seega on vabalangemise valem põhimõtteliselt sama mis ühtlaselt muutuva lineaarse liikumise valem ning see on kohandatud vabalangemise tingimustele.
Teave:
h = kõrgus (meetrites), vo = algkiirus (meetrit sekundis), vt = lõppkiirus (meeter/sekund), t = aeg (sekund), g = raskuskiirendus (meeter/sekund)2) = 9,8 m/s2 või 10 m/s2.
Pidev gravitatsioonikiirendus 10 m/s2 (positiivne g – objekt liigub allapoole), mis tähendab, et objekti kiirus suureneb iga sekundi järel 10 m/s. 2 sekundi pärast on objekti kiirus 20 m/s, 3 sekundi pärast 30 m/s. Pidev gravitatsiooniline aeglustus on 10 m/s.2 (g on negatiivne, objekt liigub ülespoole), mis tähendab, et objekti kiirus väheneb 10 m/s võrra2 iga 1 sekundi järel. 2 sekundit hiljem väheneb objekti kiirus 20 m/s võrra. 3 sekundit hiljem väheneb objekti kiirus 30 m/s võrra.
Pidev kiirendus või aeglustus toimub ainult Maa pinna lähedal. Vaatlusaluses küsimuses Newtoni gravitatsiooniseadus, õpid, et g väärtus väheneb kauguse ruuduga.
Uurige vabalangemise liikumise probleemide näiteid , allapoole suunatud vertikaalse liikumise probleemide näiteid ja ülespoole suunatud vertikaalse liikumise probleemide näiteid , et saaksite vabalangemise liikumise materjalist paremini aru.
