Vật liệu chuyển động rơi tự do
Trong thời cổ đại, chuyển động của các vật rơi xuống đất là một chủ đề rất thú vị trong triết học tự nhiên. Triết gia Aristotle từng nói rằng vật có khối lượng lớn hơn rơi nhanh hơn vật nhẹ hơn. Quan điểm của Aristotle đã ảnh hưởng đến quan điểm của những người sống trước Galileo, những người tin rằng vật có khối lượng lớn hơn rơi nhanh hơn vật nhẹ hơn và tốc độ rơi của một vật tỷ lệ thuận với khối lượng của nó. Có lẽ trước khi nghiên cứu chủ đề này, bạn cũng từng nghĩ như vậy.
Thả một tờ giấy và một cuốn sách từ cùng một độ cao. Đặt tờ giấy lên lòng bàn tay trái và cuốn sách lên lòng bàn tay phải. Sau khi thả, cuốn sách chạm sàn trước, còn tờ giấy chạm sàn sau. Bây giờ, hãy thử đặt tờ giấy lên trên cuốn sách, rồi thả cả tờ giấy và cuốn sách xuống sàn cùng lúc. Lần này, tờ giấy và cuốn sách sẽ chạm sàn đồng thời.
Một vật được gọi là chuyển động rơi tự do nếu vật đó chuyển động vuông góc với tâm Trái Đất và trong quá trình chuyển động, vật đó chịu một gia tốc trọng trường không đổi. Nếu nó rơi tự do gần bề mặt Trái Đất, vật đó chịu một gia tốc trọng trường không đổi là 9,8 m/s² và hướng của gia tốc trọng trường hướng về tâm Trái Đất (vuông góc với bề mặt Trái Đất). Để đơn giản hóa các phép tính của học sinh đang học, g được làm tròn thành 10 m/ s².
Có ba trường hợp khác nhau, bao gồm:
1. Vật thể chuyển động thẳng đứng xuống dưới mà không có vận tốc ban đầu (không có v)oVí dụ, một quả rơi từ trên cây xuống sau khi đã tách khỏi cuống. Hướng chuyển động luôn luôn hướng xuống dưới và vật thể chịu gia tốc, do đó gia tốc trọng trường (g) luôn luôn dương. Trong một số sách vật lý, nó được gọi là... chuyển động rơi tự do
2. Vật thể chuyển động thẳng đứng xuống dưới với một vận tốc ban đầu nhất định (v = v).oVí dụ, một hòn đá được ném thẳng đứng xuống dưới. Hướng chuyển động luôn luôn hướng xuống dưới và vật thể chịu gia tốc, do đó g luôn luôn dương. Trong một số sách vật lý, nó được gọi là g = 0. chuyển động thẳng đứng xuống dưới.
3. Một vật chuyển động thẳng đứng lên trên với một vận tốc ban đầu nhất định. Sau khi đạt đến độ cao tối đa, vật chuyển động trở xuống. Ví dụ, bạn ném một viên bi thẳng đứng lên trên rồi bắt lại khi nó đang chuyển động xuống dưới. Khi chuyển động lên trên, vật chịu gia tốc giảm dần (gia tốc âm g), khi chuyển động xuống dưới, vật chịu gia tốc tăng dần (gia tốc dương g). Trong một số sách giáo khoa vật lý, điều này được gọi là chuyển động thẳng đứng hướng lên.
Cần lưu ý rằng nếu một vật thể trải qua một trong ba điều kiện nêu trên, vật thể đó được gọi là đang rơi tự do.
Công thức chuyển động rơi tự do
Chuyển động rơi tự do là một ví dụ về chuyển động thẳng đều biến đổi, do đó công thức cho chuyển động rơi tự do về cơ bản giống với công thức cho chuyển động thẳng đều biến đổi và được điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện của chuyển động rơi tự do.
Thông tin :
h = chiều cao (mét), vo = vận tốc ban đầu (mét/giây), vt = vận tốc cuối (mét/giây), t = thời gian (giây), g = gia tốc trọng trường (mét/giây²)2) = 9,8 m/s2 hoặc 10 m/s2.
Gia tốc trọng trường không đổi là 10 m/s²2 (Gia tốc trọng trường dương – vật chuyển động xuống dưới), nghĩa là tốc độ của vật tăng thêm 10 m/s mỗi giây. Sau 2 giây, tốc độ của vật đạt 20 m/s, sau 3 giây tốc độ của vật đạt 30 m/s. Gia tốc trọng trường không đổi là 10 m/s.2 (Gia tốc trọng trường âm, vật chuyển động lên trên) nghĩa là tốc độ của vật giảm đi 10 m/s.2 Cứ mỗi giây một lần. Sau 2 giây, tốc độ của vật giảm đi 20 m/s. Sau 3 giây, tốc độ của vật giảm đi 30 m/s.
Gia tốc hoặc giảm tốc không đổi chỉ xảy ra gần bề mặt Trái đất. Trong nội dung này Định luật hấp dẫn của NewtonBạn sẽ biết rằng giá trị của g giảm theo bình phương của khoảng cách.
Hãy nghiên cứu các ví dụ về bài toán rơi tự do , các ví dụ về bài toán chuyển động thẳng đứng xuống dưới và các ví dụ về bài toán chuyển động thẳng đứng lên trên để bạn có thể hiểu rõ hơn về nội dung chuyển động rơi tự do.
