Материјал за слободан пад
У античко доба, кретање објеката који падају на земљу била је веома занимљива тема у природној филозофији. Филозоф Аристотел је једном рекао да објекти са већом масом падају брже од лакших објеката. Аристотелово мишљење утицало је на ставове људи који су живели пре Галилеја, који су веровали да објекти са већом масом падају брже од лакших објеката и да је брзина пада објекта пропорционална његовој маси. Можда сте и ви, пре него што сте проучавали ову тему, мислили исто.
Испустите комад папира и књигу са исте висине. Ставите папир на леви длан, а књигу на десни длан. Након што је испуштена, књига прво удари о под, док папир касније удари о под. Сада покушајте да ставите папир преко књиге, а затим испустите и папир и књигу на под. Овог пута, папир и књига истовремено ударају о под.
Каже се да објекат слободно пада ако се креће нормално на центар Земље и током свог кретања, објекат доживљава константно гравитационо убрзање. Ако слободно пада близу површине Земље, објекат доживљава константно гравитационо убрзање од 9,8 m/s2, а смер гравитационог убрзања је ка центру Земље (нормално на површину Земље). Ради поједностављења прорачуна које спроводе ученици који уче, g се заокружује на 10 m/ s2.
Постоје три различите ситуације, укључујући:
1. Објекат се креће вертикално надоле без почетне брзине (нема v)o). На пример, воће пада са дрвета након што се одвоји од стабљике. Смер кретања је увек надоле и објекат доживљава убрзање, стога је гравитационо убрзање (g) увек позитивно. У неким књигама физике то се назива слободно кретање пада
2. Објекат се креће вертикално надоле одређеном почетном брзином (постоји vo). На пример, камен је бачен вертикално надоле. Правац кретања је увек надоле и објекат доживљава убрзање, стога је g увек позитивно. У неким књигама физике то се назива вертикално кретање надоле.
3. Објекат се креће вертикално нагоре одређеном почетном брзином. Након што достигне максималну висину, објекат се враћа надоле. На пример, бацате кликер вертикално нагоре, а затим га поново ухватите док се креће надоле. Приликом кретања нагоре, објекат доживљава успоравање (негативно g), а при кретању надоле, објекат доживљава убрзање (позитивно g). У одређеним уџбеницима физике, ово се назива вертикално кретање нагоре.
Треба напоменути да ако објекат испуни један од три горе наведена услова, каже се да је у слободном паду.
Формула кретања слободног пада
Кретање слободног пада је пример равномерно променљивог линеарног кретања, стога је формула за кретање слободног пада у основи иста као формула за равномерно променљиво линеарно кретање и прилагођена је условима кретања слободног пада.
Информације:
h = висина (метри), vo = почетна брзина (метри/секунди), vt = коначна брзина (метар/секунда), t = време (секунда), g = убрзање услед гравитације (метар/секунда)2) = 9,8 м/с2 или 10 м/с2.
Константно гравитационо убрзање од 10 m/s2 (позитивно g – објекат се креће надоле), што значи да се брзина објекта повећава за 10 m/s сваке 1 секунде. 2 секунде касније, брзина објекта постаје 20 m/s, 3 секунде касније брзина објекта постаје 30 m/s. Константно гравитационо успоравање је 10 m/s2 (g је негативно, објекат се креће навише) што значи да се брзина објекта смањује за 10 m/s2 сваке 1 секунде. 2 секунде касније, брзина објекта се смањује за 20 м/с. 3 секунде касније, брзина објекта се смањује за 30 м/с.
Константно убрзање или успоравање се јавља само близу Земљине површине. У предметној материји Њутнов закон гравитације, сазнаћете да вредност g опада са квадратом растојања.
Проучите примере проблема слободног пада , примере проблема вертикалног кретања надоле и примере проблема вертикалног кретања нагоре како бисте боље разумели градиво о слободном паду.
