בעיות פתורות בתנועה לינארית - עצמים נופלים בחופשיות
1. חפץ שנפל מראש צוק. נראה שהוא פוגע בקרקע לאחר 3 שניות. קבע את מהירותו רגע לפני הפגיעה בקרקע. תאוצת הכבידה הוא 10 מטר/שנייה2התעלם מהתנגדות האוויר.
ידוע:
מהירות התחלתית (vo) = 0 (אובייקט נופל)
מרווח זמן (t) = 3 שניות
תאוצת הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה2
מבוקש: מהירות סופית (vt)
פתרון:
תאוצת כוח הכבידה על פני כדור הארץ, גודלה הוא 9.8 מטר לשנייה2כדי להקל על החישובים, אנו משתמשים ב-10 מטר/שנייה2.
10 מ 'לשנייה2 או 10 מטר/שנייה / שנייה אחת, כלומר המהירות עולה באופן ליניארי בזמן ב-10 מטר/שנייה במהלך כל שנייה.
לאחר שנייה אחת, מהירות העצם = 10 מטר/שנייה
לאחר 2 שניות, מהירות העצם = 20 מטר/שנייה
לאחר 3 שניות, מהירות העצם = 30 מטר/שנייה.
נוכל גם להשתמש במשוואות קינמטיות עבור תנועה בתאוצה קבועה, כפי שמוצג מטה.
vt v vo + ב
s = vo t + ½ ב2
vt2 v vo2 + 2 סרנים
לנפילה חופשית אין מהירות התחלתית (vo = 0), כך שניתן לשנות את המשוואה הנ"ל כפי שמוצג להלן:
משוואה של תנועת נפילה חופשית :
vt = gt ………… 1
שעה = ½ ג'ינט2 ………… 2
vt2 = 2 ג'יגה-הרץ …………….. 3
vt = gt
vt = (10)(3)
vt = 30 מטר/שנייה
המהירות הסופית היא 30 מטר/שנייה
2. גוף נופל בחופשיות ממנוחה, מגובה של 25 מטר. מצא (א) את המהירות שבה הוא פוגע בקרקע. (ב) את הזמן שלוקח לו להגיע לקרקע.
תאוצת הכבידה על פני כדור הארץ היא 10 מטר לשנייה2.
ידוע:
גובה (h) = 5 מטרים
תאוצת הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה2
מבוקש:
(א) מהירות סופית (vt)
(ב) מרווח זמן (t)
פתרון:
משוואת הנפילה החופשית:
vt = gt
שעה = ½ ג'ינט2
vt2 = 2 ג'יגה-הרץ
(א) מהירות סופית (vt)
vt2 = 2 ג'יגה-הרץ = 2(10)(5) = 100
vt = 10 מטר/שנייה
(ב) מרווח זמן (t)
שעה = ½ ג'ינט2
5 = ½ (10) טון2
5 = 5 טון2
t2 = 5/5 = 1
t = שנייה אחת
3. כדור שנפל מגובה. מצא (א) תאוצה (ב) מרחק לאחר 3 שניות (ג) זמן באוויר אם המהירות הסופית היא 20 מטר/שנייה. תאוצה עקב כוח הכבידה = 10 מטר/שנייה2
ידוע :
תאוצת הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה2
מבוקש:
(א) תאוצה (א)
(ב) מֶרְחָק או גובה (h) אם הזמן שחלף (t) = 3 שניות
(ג) מרווח זמן (t) אם vt = 20 מטר/שנייה
פתרון:
משוואת הנפילה החופשית:
vt = gt
שעה = ½ ג'ינט2
vt2 = 2 ג'יגה-הרץ
(א) תאוצה (א)
תאוצה = תאוצה עקב כוח הכבידה = 10 מטר/שנייה2משמעות הדבר היא עלייה במהירות של 10 מטר/שנייה לשנייה.
(ב) מרחק או גובה (h) לאחר t = 3 שניות
שעה = ½ ג'ינט2 = ½ (10)(3)2 = (5)(9) = 45 מטרים
(ג) הזמן שחלף (t) אם vt = 20 מטר/שנייה
vt = gt
20 = (10) ט
t = 20 / 10 = 2 שניות
[wpdm_package id = '511 ′]
[wpdm_package id = '517 ′]
- מרחק ותזוזה
- מהירות ממוצעת ומהירות ממוצעת
- מהירות קבועה
- תאוצה קבועה
- תנועת נפילה חופשית
- תנועה כלפי מטה בנפילה חופשית
- תנועה למעלה ולמטה בנפילה חופשית





מכונית א' נעה במהירות קבועה של 10 מטרים לשנייה, כלומר מכונית א' נעה עד 10 מטרים כל שנייה. לאחר 2 שניות, מכונית א' נעה עד 20 מטרים.
מרחק = 4 מטר + 3 מטר = 7 מטר
פתרון
F







פתרון
פתרון
פתרון
פתרון