Laisvo kritimo judesio medžiaga
Senovėje ant žemės krintančių objektų judėjimas buvo labai įdomi gamtos filosofijos tema. Filosofas Aristotelis kartą pasakė, kad didesnės masės objektai krenta greičiau nei lengvesni objektai. Aristotelio nuomonė turėjo įtakos žmonių, gyvenusių prieš Galilėjų, požiūriui, kurie tikėjo, kad didesnės masės objektai krenta greičiau nei lengvesni objektai ir kad objekto kritimo greitis yra proporcingas jo masei. Galbūt prieš studijuodami šią temą jūs taip pat galvojote tą patį.
Numeskite popieriaus lapą ir knygą iš to paties aukščio. Padėkite popieriaus lapą ant kairiojo delno, o knygą – ant dešiniojo. Nukritusi knyga pirmiausia atsitrenkia į grindis, o popieriaus lapas – vėliau. Dabar pabandykite uždėti popieriaus lapą ant knygos, tada numesti ir popierių, ir knygą ant grindų. Šį kartą popieriaus lapas ir knyga atsitrenkia į grindis vienu metu.
Sakoma, kad objektas laisvai krenta, jei juda statmenai Žemės centrui ir judėjimo metu patiria pastovų gravitacinį pagreitį. Jei jis laisvai krenta netoli Žemės paviršiaus, objektas patiria pastovų 9,8 m/s2 gravitacinį pagreitį, o gravitacinio pagreičio kryptis yra Žemės centro link (statmena Žemės paviršiui). Siekiant supaprastinti besimokančiųjų atliekamus skaičiavimus, g suapvalinamas iki 10 m/ s2.
Yra trys skirtingos situacijos, įskaitant:
1. Objektas juda vertikaliai žemyn be pradinio greičio (be v)o). Pavyzdžiui, vaisius nukrenta nuo medžio atsiskyręs nuo stiebo. Judėjimo kryptis visada yra žemyn, o objektas patiria greitėjimą, todėl gravitacinis pagreitis (g) visada yra teigiamas. Kai kuriuose fizikos vadovėliuose tai vadinama laisvo kritimo judesys
2. Objektas juda vertikaliai žemyn tam tikru pradiniu greičiu (yra vo). Pavyzdžiui, akmuo metamas vertikaliai žemyn. Judėjimo kryptis visada yra žemyn, o objektas patiria greitėjimą, todėl g visada yra teigiamas. Kai kuriuose fizikos vadovėliuose tai vadinama vertikalus judėjimas žemyn.
3. Objektas juda vertikaliai aukštyn tam tikru pradiniu greičiu. Pasiekęs maksimalų aukštį, objektas vėl nusileidžia žemyn. Pavyzdžiui, metate rutuliuką vertikaliai aukštyn ir vėl jį pagaunate, kai jis juda žemyn. Judėdamas aukštyn, objektas patiria lėtėjimą (neigiamas g), o judėdamas žemyn – pagreitį (teigiamas g). Kai kuriuose fizikos vadovėliuose tai vadinama vertikaliai aukštyn judantis.
Reikėtų pažymėti, kad jei objektas patiria vieną iš trijų aukščiau išvardytų sąlygų, sakoma, kad jis laisvai krenta.
Laisvo kritimo judesio formulė
Laisvo kritimo judėjimas yra tolygiai kintančio tiesiaeiginio judėjimo pavyzdys, todėl laisvo kritimo judėjimo formulė iš esmės yra tokia pati kaip tolygiai kintančio tiesiaeiginio judėjimo formulė ir yra pritaikyta laisvo kritimo judėjimo sąlygoms.
Informacija:
h = aukštis (metrais), vo = pradinis greitis (metrais per sekundę), vt = galutinis greitis (metrai/sekundė), t = laikas (sekundė), g = gravitacijos pagreitis (metrai/sekundė)2) = 9,8 m/s2 arba 10 m/s2.
Pastovus 10 m/s gravitacinis pagreitis2 (teigiamas g – objektas juda žemyn), tai reiškia, kad objekto greitis padidėja 10 m/s kas 1 sekundę. Po 2 sekundžių objekto greitis tampa 20 m/s, o po 3 sekundžių – 30 m/s. Pastovus gravitacinis lėtėjimas yra 10 m/s.2 (g yra neigiamas, objektas juda aukštyn), tai reiškia, kad objekto greitis sumažėja 10 m/s2 kas 1 sekundę. Po 2 sekundžių objekto greitis sumažėja 20 m/s. Po 3 sekundžių objekto greitis sumažėja 30 m/s.
Nuolatinis pagreitis arba lėtėjimas vyksta tik netoli Žemės paviršiaus. Šioje temoje Niutono gravitacijos dėsnis, sužinosite, kad g reikšmė mažėja proporcingai atstumo kvadratui.
Išstudijuokite laisvo kritimo uždavinių pavyzdžius , vertikalio judėjimo žemyn ir vertikalio judėjimo aukštyn uždavinių pavyzdžius , kad geriau suprastumėte medžiagą apie laisvą kritimą.
