Materiaal voor vrije valbeweging
In de oudheid was de beweging van vallende objecten een zeer interessant onderwerp in de natuurfilosofie. De filosoof Aristoteles stelde ooit dat objecten met een grotere massa sneller vallen dan lichtere objecten. Aristoteles' mening beïnvloedde de opvattingen van mensen die vóór Galileo leefden, die geloofden dat objecten met een grotere massa sneller vallen dan lichtere objecten en dat de snelheid van een object evenredig is met de massa. Misschien dacht u, voordat u zich in dit onderwerp verdiepte, ook hetzelfde.
Laat een vel papier en een boek vanaf dezelfde hoogte vallen. Leg het papier op je linkerhandpalm en het boek op je rechterhandpalm. Na het laten vallen raakt het boek eerst de grond, terwijl het papier later volgt. Probeer nu het papier bovenop het boek te leggen en laat vervolgens zowel het papier als het boek op de grond vallen. Deze keer raken het papier en het boek tegelijkertijd de grond.
Een object bevindt zich in vrije val als het zich loodrecht op het middelpunt van de aarde beweegt en tijdens deze beweging een constante zwaartekrachtversnelling ondervindt. Als het object vrij valt nabij het aardoppervlak, ondervindt het een constante zwaartekrachtversnelling van 9,8 m/s² en is de richting van de zwaartekrachtversnelling naar het middelpunt van de aarde gericht (loodrecht op het aardoppervlak). Om de berekeningen voor leerlingen te vereenvoudigen, wordt g afgerond op 10 m/ s².
Er zijn drie verschillende situaties, waaronder:
1. Het object beweegt verticaal naar beneden zonder beginsnelheid (geen v).o). Bijvoorbeeld, een vrucht valt van een boom nadat deze van de steel is losgekomen. De bewegingsrichting is altijd naar beneden en het object ondervindt versnelling, daarom is de zwaartekrachtversnelling (g) altijd positief. In sommige natuurkundeboeken wordt dit genoemd vrije val beweging
2. Het object beweegt verticaal naar beneden met een bepaalde beginsnelheid (er is v).o). Bijvoorbeeld, een steen wordt verticaal naar beneden gegooid. De bewegingsrichting is altijd naar beneden en het object ondervindt versnelling, daarom is g altijd positief. In sommige natuurkundeboeken wordt dit genoemd neerwaartse verticale beweging.
3. Een object beweegt verticaal omhoog met een bepaalde beginsnelheid. Nadat het zijn maximale hoogte heeft bereikt, beweegt het object weer naar beneden. Bijvoorbeeld: je gooit een knikker verticaal omhoog en vangt hem weer op als hij naar beneden beweegt. Tijdens de opwaartse beweging ondervindt het object vertraging (negatieve g), tijdens de neerwaartse beweging ondervindt het object versnelling (positieve g). In sommige natuurkundeleerboeken wordt dit genoemd: opwaartse verticale beweging.
Het is belangrijk op te merken dat als een object aan een van de drie bovenstaande voorwaarden voldoet, er sprake is van een vrije val.
Formule voor vrije valbeweging
Vrije val is een voorbeeld van eenparig veranderende lineaire beweging. Daarom is de formule voor vrije val in principe hetzelfde als de formule voor eenparig veranderende lineaire beweging, maar dan aangepast aan de omstandigheden van vrije val.
Informatie :
h = hoogte (meter), vo = beginsnelheid (meter/seconde), vt = eindsnelheid (meter/seconde), t = tijd (seconde), g = zwaartekrachtversnelling (meter/seconde)2) = 9,8 m/sec2 of 10 m/s2.
Constante zwaartekrachtversnelling van 10 m/s²2 (positieve g – object beweegt naar beneden), wat betekent dat de snelheid van het object elke seconde met 10 m/s toeneemt. Na 2 seconden is de snelheid van het object 20 m/s, en na 3 seconden is de snelheid 30 m/s. De constante zwaartekrachtvertraging is 10 m/s².2 (g is negatief, het object beweegt omhoog) wat betekent dat de snelheid van het object met 10 m/s afneemt.2 elke seconde. 2 seconden later neemt de snelheid van het object af met 20 m/s. 3 seconden later neemt de snelheid van het object af met 30 m/s.
Constante versnelling of vertraging vindt alleen plaats nabij het aardoppervlak. In het betreffende onderwerp Newtons wet van de zwaartekrachtJe zult leren dat de waarde van g afneemt met het kwadraat van de afstand.
Bestudeer voorbeelden van problemen met vrije val , voorbeelden van problemen met neerwaartse verticale beweging en voorbeelden van problemen met opwaartse verticale beweging, zodat je de stof over vrije val beter kunt begrijpen.
