Fritt fall-bevegelsesmateriale
I oldtiden var bevegelsen til objekter som faller til bakken et veldig interessant tema innen naturfilosofi. Filosofen Aristoteles sa en gang at objekter med større masse faller raskere enn lettere objekter. Aristoteles' mening påvirket synspunktene til folk som levde før Galileo, som mente at objekter med større masse faller raskere enn lettere objekter, og at hastigheten på et objekts fall er proporsjonal med massen. Kanskje du også tenkte det samme før du studerte dette emnet.
Slipp et ark og en bok fra samme høyde. Plasser arket i venstre håndflate og boken i høyre håndflate. Etter at boken er mistet, treffer den gulvet først, mens arket treffer gulvet senere. Prøv nå å legge arket oppå boken, og slipp deretter både arket og boken i gulvet. Denne gangen treffer arket og boken gulvet samtidig.
Et objekt sies å oppleve fritt fall hvis objektet beveger seg vinkelrett på jordens sentrum, og under bevegelsen opplever objektet en konstant gravitasjonsakselerasjon. Hvis det faller fritt nær jordoverflaten, opplever objektet en konstant gravitasjonsakselerasjon på 9,8 m/s², og retningen på gravitasjonsakselerasjonen er mot jordens sentrum (vinkelrett på jordoverflaten). For å forenkle beregningene som utføres av elever som er i ferd med å lære, avrundes g til 10 m/ s².
Det finnes tre forskjellige situasjoner, inkludert:
1. Objektet beveger seg vertikalt nedover uten starthastighet (ingen v)o). For eksempel faller en frukt fra et tre etter å ha blitt løsnet fra stilken. Bevegelsesretningen er alltid nedover, og objektet opplever akselerasjon, derfor er gravitasjonsakselerasjonen (g) alltid positiv. I visse fysikkbøker kalles det fritt fall-bevegelse
2. Objektet beveger seg vertikalt nedover med en viss starthastighet (det er vo). For eksempel kastes en stein vertikalt nedover. Bevegelsesretningen er alltid nedover, og objektet opplever akselerasjon, derfor er g alltid positiv. I enkelte fysikkbøker kalles det nedadgående vertikal bevegelse.
3. En gjenstand beveger seg vertikalt oppover med en viss starthastighet. Etter å ha nådd sin maksimale høyde, beveger gjenstanden seg ned igjen. For eksempel kaster du en klinkekule vertikalt oppover og fanger den deretter igjen mens den beveger seg nedover. Når den beveger seg oppover, opplever gjenstanden retardasjon (negativ g), når den beveger seg nedover, opplever den akselerasjon (positiv g). I enkelte fysikkbøker kalles dette oppovergående vertikal bevegelse.
Det skal bemerkes at hvis et objekt opplever en av de tre tilstandene ovenfor, sies objektet å være i fritt fall.
Formel for bevegelse i fritt fall
Fritt fall-bevegelse er et eksempel på jevnt endret lineær bevegelse, derfor er formelen for fritt fall-bevegelse i utgangspunktet den samme som formelen for jevnt endret lineær bevegelse og er justert til forholdene for fritt fall-bevegelse.
Informasjon :
h = høyde (meter), vo = starthastighet (meter/sekund), vt = sluttfart (meter/sekund), t = tid (sekund), g = tyngdeakselerasjon (meter/sekund)2) = 9,8 m/s2 eller 10 m/s2.
Konstant gravitasjonsakselerasjon på 10 m/s2 (positiv g – objektet beveger seg nedover), som betyr at objektets hastighet øker med 10 m/s hvert sekund. 2 sekunder senere blir objektets hastighet 20 m/s, 3 sekunder senere blir objektets hastighet 30 m/s. Den konstante gravitasjonsretardasjonen er 10 m/s2 (g er negativ, objektet beveger seg oppover), noe som betyr at objektets hastighet avtar med 10 m/s2 hvert sekund. 2 sekunder senere synker objektets hastighet med 20 m/s. 3 sekunder senere synker objektets hastighet med 30 m/s.
Konstant akselerasjon eller retardasjon forekommer bare nær jordoverflaten. I emnet Newtons tyngdelov, vil du lære at verdien av g avtar med kvadratet av avstanden.
Studer eksempler på problemer med fritt fall , eksempler på problemer med vertikal bevegelse nedover og eksempler på problemer med vertikal bevegelse oppover, slik at du bedre kan forstå stoffet om fritt fall.
