Movimento di caduta libera

Materiale di movimento in caduta libera

Nell'antichità, il moto degli oggetti in caduta libera era un argomento di grande interesse nella filosofia naturale. Il filosofo Aristotele affermò che gli oggetti con massa maggiore cadono più velocemente di quelli più leggeri. L'opinione di Aristotele influenzò le convinzioni di coloro che vissero prima di Galileo, i quali credevano che gli oggetti con massa maggiore cadessero più velocemente di quelli più leggeri e che la velocità di caduta di un oggetto fosse proporzionale alla sua massa. Forse, prima di studiare questo argomento, anche voi la pensavate allo stesso modo.

Lascia cadere un foglio di carta e un libro dalla stessa altezza. Metti il ​​foglio sul palmo della mano sinistra e il libro sul palmo della mano destra. Dopo essere stati lasciati cadere, il libro tocca terra per primo, mentre il foglio tocca terra dopo. Ora, prova a mettere il foglio sopra il libro, poi lascia cadere entrambi a terra. Questa volta, il foglio e il libro toccano terra contemporaneamente.

Si dice che un oggetto sia in caduta libera se si muove perpendicolarmente al centro della Terra e, durante il suo movimento, subisce un'accelerazione gravitazionale costante. Se cade liberamente vicino alla superficie terrestre, l'oggetto subisce un'accelerazione gravitazionale costante di 9,8 m/s² ^e la direzione dell'accelerazione gravitazionale è verso il centro della Terra (perpendicolare alla superficie terrestre). Per semplificare i calcoli effettuati dagli studenti, g viene arrotondato a 10 m/ ^s².

Esistono tre diverse situazioni, tra cui:
1. L'oggetto si muove verticalmente verso il basso senza velocità iniziale (nessuna v)_oAd esempio, un frutto cade da un albero dopo essersi staccato dal suo gambo. La direzione del moto è sempre verso il basso e l'oggetto subisce un'accelerazione, quindi l'accelerazione gravitazionale (g) è sempre positiva. In alcuni libri di fisica è chiamata moto di caduta libera
2. L'oggetto si muove verticalmente verso il basso con una certa velocità iniziale (c'è v_oAd esempio, una pietra viene lanciata verticalmente verso il basso. La direzione del moto è sempre verso il basso e l'oggetto subisce un'accelerazione, quindi g è sempre positivo. In alcuni libri di fisica è chiamato movimento verticale verso il basso.
3. Un oggetto si muove verticalmente verso l'alto con una certa velocità iniziale. Dopo aver raggiunto la sua altezza massima, l'oggetto torna a scendere. Ad esempio, lanci una biglia verticalmente verso l'alto e poi la riprendi mentre si muove verso il basso. Quando si muove verso l'alto, l'oggetto subisce una decelerazione (g negativa), quando si muove verso il basso, l'oggetto subisce un'accelerazione (g positiva). In alcuni libri di testo di fisica, questo fenomeno è chiamato movimento verticale verso l'alto.
È importante notare che se un oggetto si trova in una delle tre condizioni sopra descritte, si dice che è in caduta libera.

Formula del moto di caduta libera
Il moto di caduta libera è un esempio di moto lineare uniformemente variabile, pertanto la formula per il moto di caduta libera è sostanzialmente la stessa della formula per il moto lineare uniformemente variabile, adattata alle condizioni del moto di caduta libera.
Informazione :
h = altezza (metri), v_o = velocità iniziale (metri/secondo), v_t = velocità finale (metri/secondo), t = tempo (secondi), g = accelerazione di gravità (metri/secondo)²) = 9,8 m/s² o 10 m/s².
Accelerazione gravitazionale costante di 10 m/s² (g positivo – l'oggetto si muove verso il basso), il che significa che la velocità dell'oggetto aumenta di 10 m/s ogni 1 secondo. Dopo 2 secondi, la velocità dell'oggetto diventa 20 m/s, dopo 3 secondi diventa 30 m/s. La decelerazione gravitazionale costante è di 10 m/s² (g è negativo, l'oggetto si muove verso l'alto) il che significa che la velocità dell'oggetto diminuisce di 10 m/s² ogni 1 secondo. 2 secondi dopo, la velocità dell'oggetto diminuisce di 20 m/s. 3 secondi dopo, la velocità dell'oggetto diminuisce di 30 m/s.
L'accelerazione o la decelerazione costante si verificano solo in prossimità della superficie terrestre. Nell'argomento trattato Legge di gravità di NewtonImparerai che il valore di g diminuisce con il quadrato della distanza.

Studia esempi di problemi di caduta libera , esempi di problemi di moto verticale verso il basso ed esempi di problemi di moto verticale verso l'alto, in modo da poter comprendere meglio l'argomento della caduta libera.

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