Frije falbeweging - problemen en oplossingen
1. In stien falt frij fan in hichte fan 45 meter. As de fersnelling troch swiertekrêft 10 ms -2 is , wat is dan de snelheid fan 'e stien as er de grûn rekket?
Bekend:
Hichte (h) = 45 meter
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/ s²
Winske: De einsnelheid fan 'e stien as er de grûn rekket (v t )
Oplossing:
De fergeliking fan frije falbeweging :
v t 2 = 2 gh
De úteinlike snelheid fan 'e stien:
vt 2 = 2 (10)(45) = 900
v t = √900 = 30 m/ s²
2. In objekt falt frij fan in hichte sûnder de begjinsnelheid. It objekt rekket de grûn 2 sekonden letter. De fersnelling troch swiertekrêft is 10 ms -2 . Bepale de hichte
Bekend:
Tiidsynterval (t) = 2 sekonden
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/ s²
Socht: Hichte (h)
Oplossing:
De fergeliking fan 'e frije falbeweging:
h = ½ gt²
Hichte:
h = ½ (10)(2) 2 = (5)(4) = 20 meter
3. In objekt fan 2 kg falt frij fan in hichte fan 20 meter boppe de grûn. Wat is it tiidsynterval fan it objekt yn 'e loft? De fersnelling troch swiertekrêft is 10 ms -2
Bekend:
Hichte (h) = 20 meter
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/ s²
Winske : Tiidsynterval (t)
Oplossing:
De fergeliking fan frije falbeweging:
h = ½ gt²
Tiidsynterval:
20 = ½ (10)( t² )
20 = (5)( t2 )
20/5 = t²
4 = t2
t = √4
t = 2 sekonden
4. Twa objekten, objekt 1 en objekt 2, falle tagelyk frij fan in hichte fan h1 en h2. As h1 : h2 = 2 : 1, wat is dan de ferhâlding fan it tiidsynterval fan objekt 1 oant objekt 2?
Bekend:
De hichte fan it objekt 1 (h1 ) = 2
De hichte fan it objekt 2 (h2 ) = 1
Fersnelling troch swiertekrêft = g
Socht: t 1 : t 2
Oplossing:
Objekt 1:
h 1 = 1/2 gt 1 2
2 = 1/2 = 1 2
(2)(2) = gt 1 2
4 = gt 1 2
4/g = t22
t1 = √4 /g
Objekt 2:
h² = 1/2 gt² 2
1 = 1/2 = 2 2
(2)(1) = gt 2 2
2 = gt 2 2
2/g = t22
t² = √² /g
De ferhâlding fan 'e tiidintervallen:
t 1 : t 2
√4/g: √2/g
(√4/g) 2 : (√2/g) 2
4/g : 2/g
4: 2
2: 1
5. In objekt dat fan in hichte fan h boppe de grûn falt. De einsnelheid as it objekt de grûn rekket is 10 m/s. Wat is it tiidsynterval om ½ oere boppe de grûn te berikken? De fersnelling troch swiertekrêft is 10 m/ s².
Bekend:
De einsnelheid (v t ) = 10 m/s
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/ s²
Winske: It tiidsynterval om 1/2 oere boppe de grûn te berikken
Oplossing:
De hichte fan h:
v t 2 = 2 gh
10 2 = 2 (10) oeren
100 = 20 oeren
h = 100/20
h = 5 meter
De hichte fan 1/2 oere = 1/2 (5 meter) = 2.5 meter. It tiidsynterval dat nedich is om 2.5 meter boppe de grûn te berikken:
h = 1/2 gt²
2.5 = 1/2 (10) t²
2.5 = 5 t 2
t2 = 2.5 / 5 = 0.5 = (0.25)(2)
t = √(0.25)(2) = 0.5√2 = 1/2 √2 sekonden
6.
De frije falbeweging fan in kokosnút ( figuer 1 ) en de beweging fan in bal dy't fertikaal omheech smiten wurdt nei it heechste punt t troch in studint (figuer e2). Bepale it soarte fan beide bewegingen.
Oplossing:
Figuer 1 = frije falbeweging = Fersnelling
Figuer 2 = fertikale beweging = Fertraging
It juste antwurd is A.
7. In stien falt frij fan in gebou. De tiid dy't in stien nedich hat om de grûn te berikken is 3 sekonden en de fersnelling troch swiertekrêft is 10 m/s² . Bepale de hichte fan it gebou.
A. 15 m
B. 20 m
C. 30 m
D. 45 m
Bekend:
Tiidsynterval (t) = 3 sekonden
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 ms -2
Winske: Hichte fan it gebou (h)
Oplossing:
Bekend: tiidsynterval (t) en fersnelling troch swiertekrêft (g), winske: hichte (h) dus brûk de fergeliking fan frije falbeweging: h = ½ gt²
h = ½ (10)(3)
h = (5)(3)
h = 15 meter
It juste antwurd is A.
8. In frucht falt frij fan syn beam op in hichte fan 12 m boppe de grûn. As fersnelling troch swiertekrêft g = 10 m/s² is en de wriuwing fan loft negearre wurdt, bepaal dan de hichte fan 'e frucht boppe de grûn nei 1 sekonde.
A. 7 m
B. 6 m
C. 5 m
D. 4 m
Bekend:
Hichte fan beam (h) = 12 meter
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/ s²
Tiidsynterval (t) = 1 sekonde
Winsk: De hichte fan 'e frucht boppe de grûn
Oplossing:
Nei 1 sekonde falt it fruit frij sa fier as:
h = ½ gt 2 = ½ (10)(1) 2 = (5)(1) = 5 meter
De hichte fan 'e frucht boppe de grûn nei 1 sekonde:
12 meter – 5 meter = 7 meter
It juste antwurd is A.
- Wat is frije falbeweging?
Antwurd : Frije falbeweging ferwiist nei de beweging fan in objekt allinnich ûnder ynfloed fan swiertekrêft, sûnder dat oare krêften (lykas loftwjerstân) derop ynwurkje.
- Hoe wurket de fersnelling troch swiertekrêft, faak oanjûn as , beynfloedzje in frij fallend objekt?
Antwurd : Alle objekten yn frije fal tichtby it ierdoerflak ûnderfine in konstante fersnelling troch swiertekrêft, , dy't sawat ûnderen is. Dit betsjut dat de snelheid fan it objekt mei dizze hoemannichte tanimt foar elke sekonde fan frije fal.
- As de loftwjerstân ferwaarloosber is, hoe beynfloedet de massa fan in objekt dan syn fersnelling yn frije fal?
Antwurd : By it ûntbrekken fan loftwjerstân beynfloedet de massa fan in objekt gjin syn fersnelling by frije fal. Alle objekten, nettsjinsteande har massa, sille falle mei deselde fersnelling troch swiertekrêft, .
- Wêrom lykje astronauten yn it Ynternasjonaal Romtestasjon (ISS) te sweven as swiertekrêft dêr noch oanwêzich is?
Antwurd : Astronauten yn it ISS lykje te sweven, net om't der gjin swiertekrêft is, mar om't sawol de astronauten as it ISS yn in trochgeande steat fan frije fal om 'e Ierde binne. Se falle yn essinsje mei deselde snelheid as it ISS, wêrtroch't in gefoel fan gewichtleazens ûntstiet.
- Wat is it ferskil tusken gewicht en massa yn 'e kontekst fan frije fal?
Antwurd : Massa is in mjitte fan 'e hoemannichte matearje yn in objekt en bliuwt konstant, nettsjinsteande syn lokaasje. Gewicht, oan 'e oare kant, is de krêft dy't troch swiertekrêft op in objekt útoefene wurdt. It fariëarret ôfhinklik fan it swiertekrêftfjild. Tidens in frije fal fielt in objekt gewichtleas, om't der gjin normale krêft op wurket, mar syn massa bliuwt ûnferoare.
- As in objekt omheech smiten wurdt, wat bart der dan mei syn snelheid as it omheech giet? En wat bart der as it wer nei ûnderen begjint te fallen?
Antwurd : As in objekt omheech smiten wurdt, fertraget it ûnder ynfloed fan swiertekrêft. Syn snelheid nimt ôf oant it op syn heechste punt nul wurdt. As it wer nei ûnderen begjint te fallen, fersnelt it troch swiertekrêft, wêrtroch syn snelheid yn 'e nei ûnderen rjochting tanimt.
- Wat is terminale snelheid yn 'e kontekst fan frije fal?
Antwurd : Einsnelheid is de konstante maksimale snelheid dy't in fallend objekt berikt as de delgeande krêft fan 'e swiertekrêft yn lykwicht is mei de opwaartse krêft fan loftwjerstân. Op dit punt fersnelt it objekt net mear en bliuwt it mei in konstante snelheid fallen.
- Hoe beynfloedet de hichte wêrfan in objekt falt de tiid dy't it duorret om de grûn te berikken?
Antwurd : De tiid dy't it duorret foar in objekt om de grûn te berikken is evenredich mei de fjouwerkante woartel fan 'e hichte wêrfan it falt (útgeande fan gjin loftwjerstân). In objekt dat fan in gruttere hichte falt, sil langer nedich hawwe om de grûn te berikken as ien dat fan in legere hichte falt.
- Wat bart der mei de potinsjele enerzjy fan in objekt as it frij falt ûnder swiertekrêft?
Antwurd : As in objekt frij falt ûnder swiertekrêft, nimt syn potinsjele enerzjy (relatyf oan 'e grûn) ôf. Dizze ôfname fan potinsjele enerzjy wurdt omset yn kinetyske enerzjy, wêrtroch't de snelheid fan it objekt tanimt.
- As twa objekten fan ferskillende foarmen, mar deselde massa, fan deselde hichte yn in fakuüm falle litte wurde, hokker sil dan earst de grûn reitsje?
Antwurd : Yn in fakuüm, dêr't gjin loftwjerstân is, sille beide objekten tagelyk de grûn reitsje. Harren foarm makket net út, om't allinnich swiertekrêft derop ynwurket, en harren massa's binne itselde.
