Brīvā kritiena kustības materiāls
Senatnē objektu krītošā kustība zemē bija ļoti interesanta tēma dabas filozofijā. Filozofs Aristotelis reiz teica, ka objekti ar lielāku masu krīt ātrāk nekā vieglāki objekti. Aristoteļa viedoklis ietekmēja to cilvēku uzskatus, kuri dzīvoja pirms Galileo, kuri uzskatīja, ka objekti ar lielāku masu krīt ātrāk nekā vieglāki objekti un ka objekta krišanas ātrums ir proporcionāls tā masai. Iespējams, pirms šīs tēmas izpētes arī jūs domājāt to pašu.
Nometiet papīra lapu un grāmatu no viena augstuma. Novietojiet papīra lapu uz kreisās plaukstas un grāmatu uz labās plaukstas. Pēc nomešanas grāmata vispirms atsitas pret grīdu, bet papīra lapa - vēlāk. Tagad mēģiniet novietot papīra lapu uz grāmatas un pēc tam nomest gan papīra lapu, gan grāmatu uz grīdas. Šoreiz papīra lapa un grāmata atsitas pret grīdu vienlaicīgi.
Tiek uzskatīts, ka objekts brīvi krīt, ja tas pārvietojas perpendikulāri Zemes centram un kustības laikā tas izjūt pastāvīgu gravitācijas paātrinājumu. Ja tas brīvi krīt Zemes virsmas tuvumā, tas izjūt pastāvīgu gravitācijas paātrinājumu 9,8 m/s2, un gravitācijas paātrinājuma virziens ir Zemes centra virzienā (perpendikulāri Zemes virsmai). Lai vienkāršotu skolēnu aprēķinus, g tiek noapaļots līdz 10 m/ s2.
Pastāv trīs dažādas situācijas, tostarp:
1. Objekts pārvietojas vertikāli uz leju bez sākotnējā ātruma (bez v).o). Piemēram, auglis nokrīt no koka pēc tam, kad tas ir atdalījies no kāta. Kustības virziens vienmēr ir uz leju, un objekts piedzīvo paātrinājumu, tāpēc gravitācijas paātrinājums (g) vienmēr ir pozitīvs. Dažās fizikas grāmatās to sauc par brīvā kritiena kustība
2. Objekts pārvietojas vertikāli uz leju ar noteiktu sākotnējo ātrumu (pastāv vo). Piemēram, akmens tiek mests vertikāli uz leju. Kustības virziens vienmēr ir uz leju, un objekts izjūt paātrinājumu, tāpēc g vienmēr ir pozitīvs. Dažās fizikas grāmatās to sauc par vertikāla kustība uz leju.
3. Objekts pārvietojas vertikāli uz augšu ar noteiktu sākotnējo ātrumu. Pēc maksimālā augstuma sasniegšanas objekts atkal pārvietojas uz leju. Piemēram, jūs metat bumbiņu vertikāli uz augšu un pēc tam to atkal noķerat, kad tā pārvietojas uz leju. Virzoties uz augšu, objekts piedzīvo palēninājumu (negatīvs g), virzoties uz leju, objekts piedzīvo paātrinājumu (pozitīvs g). Dažās fizikas mācību grāmatās to sauc vertikāla kustība uz augšu.
Jāatzīmē, ka, ja objekts piedzīvo vienu no trim iepriekš minētajiem nosacījumiem, tiek uzskatīts, ka objekts atrodas brīvā kritienā.
Brīvā kritiena kustības formula
Brīvā kritiena kustība ir vienmērīgi mainīgas lineāras kustības piemērs, tāpēc brīvā kritiena kustības formula būtībā ir tāda pati kā vienmērīgi mainīgas lineāras kustības formula un ir pielāgota brīvā kritiena kustības apstākļiem.
Informācija:
h = augstums (metri), vo = sākotnējais ātrums (metri/sekundē), vt = beigu ātrums (metri/sekundē), t = laiks (sekundē), g = brīvās krišanas paātrinājums (metri/sekundē)2) = 9,8 m/s2 vai 10 m/s2.
Pastāvīgs gravitācijas paātrinājums 10 m/s2 (pozitīvs g – objekts pārvietojas uz leju), kas nozīmē, ka objekta ātrums palielinās par 10 m/s ik pēc 1 sekundes. Pēc 2 sekundēm objekta ātrums kļūst par 20 m/s, pēc 3 sekundēm objekta ātrums kļūst par 30 m/s. Pastāvīgais gravitācijas palēninājums ir 10 m/s.2 (g ir negatīvs, objekts pārvietojas uz augšu), kas nozīmē, ka objekta ātrums samazinās par 10 m/s2 ik pēc 1 sekundes. Pēc 2 sekundēm objekta ātrums samazinās par 20 m/s. Pēc 3 sekundēm objekta ātrums samazinās par 30 m/s.
Pastāvīgs paātrinājums vai palēninājums notiek tikai Zemes virsmas tuvumā. Šajā tēmā Ņūtona gravitācijas likums, jūs uzzināsiet, ka g vērtība samazinās proporcionāli attāluma kvadrātam.
Izpētiet brīvā kritiena kustības problēmu piemērus , vertikālas kustības uz leju piemērus un vertikālas kustības uz augšu piemērus, lai labāk izprastu materiālu par brīvā kritiena kustību.
