Materijal za kretanje slobodnog pada
U davna vremena, gibanje predmeta koji padaju na tlo bila je vrlo zanimljiva tema u prirodnoj filozofiji. Filozof Aristotel je jednom rekao da predmeti s većom masom padaju brže od lakših predmeta. Aristotelovo mišljenje utjecalo je na stavove ljudi koji su živjeli prije Galileja, koji su vjerovali da predmeti s većom masom padaju brže od lakših predmeta i da je brzina pada predmeta proporcionalna njegovoj masi. Možda ste i vi prije proučavanja ove teme mislili isto.
Ispustite komad papira i knjigu s iste visine. Stavite papir na lijevi dlan, a knjigu na desni dlan. Nakon što padne, knjiga prvo udari o pod, dok papir udari o pod kasnije. Sada pokušajte staviti papir na knjigu, a zatim ispustiti i papir i knjigu na pod. Ovaj put, papir i knjiga udaraju o pod istovremeno.
Kaže se da objekt ima gibanje slobodnog pada ako se objekt kreće okomito na središte Zemlje i tijekom svog kretanja objekt doživljava konstantno gravitacijsko ubrzanje. Ako slobodno pada blizu površine Zemlje, objekt doživljava konstantno gravitacijsko ubrzanje od 9,8 m/s2 , a smjer gravitacijskog ubrzanja je prema središtu Zemlje (okomito na površinu Zemlje). Radi pojednostavljenja izračuna koje provode učenici, g se zaokružuje na 10 m/ s2.
Postoje tri različite situacije, uključujući:
1. Objekt se kreće okomito prema dolje bez početne brzine (nema v)o). Na primjer, voće pada s drveta nakon što se odvoji od stabljike. Smjer gibanja je uvijek prema dolje, a objekt doživljava ubrzanje, stoga je gravitacijsko ubrzanje (g) uvijek pozitivno. U nekim knjigama fizike naziva se kretanje slobodnog pada
2. Objekt se kreće okomito prema dolje određenom početnom brzinom (postoji vo). Na primjer, kamen se baca okomito prema dolje. Smjer gibanja je uvijek prema dolje i objekt doživljava ubrzanje, stoga je g uvijek pozitivno. U nekim knjigama fizike naziva se vertikalno kretanje prema dolje.
3. Objekt se kreće okomito prema gore određenom početnom brzinom. Nakon što dostigne svoju maksimalnu visinu, objekt se vraća prema dolje. Na primjer, bacite klikeru okomito prema gore, a zatim je ponovno uhvatite dok se kreće prema dolje. Pri kretanju prema gore, objekt doživljava usporavanje (negativno g), a pri kretanju prema dolje, objekt doživljava ubrzanje (pozitivno g). U nekim udžbenicima fizike to se naziva vertikalno kretanje prema gore.
Treba napomenuti da ako objekt doživljava jedan od tri gore navedena uvjeta, kaže se da je objekt u slobodnom padu.
Formula gibanja slobodnog pada
Gibanje slobodnim padom je primjer jednoliko promjenjivog linearnog gibanja, stoga je formula za gibanje slobodnim padom u osnovi ista kao formula za jednoliko promjenjivo linearno gibanje i prilagođena je uvjetima gibanja slobodnim padom.
Informacije:
h = visina (metri), vo = početna brzina (metri/sekunda), vt = konačna brzina (metri/sekunda), t = vrijeme (sekunda), g = ubrzanje zbog gravitacije (metri/sekunda)2) = 9,8 m/s2 ili 10 m/s2.
Konstantno gravitacijsko ubrzanje od 10 m/s2 (pozitivno g – objekt se kreće prema dolje), što znači da se brzina objekta povećava za 10 m/s svake 1 sekunde. 2 sekunde kasnije, brzina objekta postaje 20 m/s, 3 sekunde kasnije brzina objekta postaje 30 m/s. Konstantno gravitacijsko usporavanje iznosi 10 m/s2 (g je negativno, objekt se kreće prema gore) što znači da se brzina objekta smanjuje za 10 m/s2 svake 1 sekunde. 2 sekunde kasnije, brzina objekta se smanjuje za 20 m/s. 3 sekunde kasnije, brzina objekta se smanjuje za 30 m/s.
Konstantno ubrzanje ili usporavanje događa se samo blizu Zemljine površine. U predmetnoj materiji Newtonov zakon gravitacije, naučit ćete da vrijednost g opada s kvadratom udaljenosti.
Proučite primjere problema slobodnog pada , primjere problema vertikalnog gibanja prema dolje i primjere problema vertikalnog gibanja prema gore kako biste bolje razumjeli gradivo o slobodnom padu.
