自由落體運動-問題與解決方案

線性運動中的已解決問題—自由落體

1. 一個物體從懸崖頂落下,3秒後落地。求物體落地前的速度。重力加速度為10 m/s² 。忽略水的阻力。

已知:

初速(v₀ )= 0(物體自由下落)

時間間隔 (t) = 3 秒

重力加速度 (g) = 10 m/ s²

求:末速度(v t )

解決方案:

地球表面重力加速度的大小為 9.8 公尺/秒²。為了方便計算,我們取 10 公尺/秒²。

10 公尺/秒²或 10 公尺/秒 / 1 秒,表示速度隨時間線性增加,每秒增加 10 公尺/秒。

1秒後,物體的速度為10公尺/秒

2秒後,物體的速度為20公尺/秒

3 秒後,物體的速率 = 30 公尺/秒。

我們也可以使用勻加速運動的運動學方程,如下所示。

v t = v o + at

s = v o t + ½ at 2

v t 2 = v o 2 + 2 as

自由落體運動沒有初始速度(v₀ = 0),因此上述方程式可以修改如下:

自由落體運動方程式:

v t = gt ………… 1

h = ½ gt 2 ………… 2

v t 2 = 2 gh ………….. 3

v t = gt

v t = (10)(3)

vt = 30 公尺/秒

最終速度為 30 公尺/秒

[內部審查程序]

2. 一個物體從25公尺高處靜止自由下落。求:(a)物體落地時的速度;(b)物體落地所需的時間。

地球表面重力加速度為 10 公尺/秒²。

已知:

高度 (h) = 5 米

重力加速度 (g) = 10 m/ s²

招募:

(a)末速度(v t)

(b)時間間隔(t)

解決方案:

自由落體方程式:

v t = gt

h = ½ gt 2

v t 2 = 2 gh

(a)末速度(v t )

v t 2 = 2 gh = 2(10)(5) = 100

vt = 10 公尺/秒

(b)時間間隔(t)

h = ½ gt 2

5 = ½ (10) t 2

5 = 5 t 2

t 2 = 5/5 = 1

t = 1 秒

[內部審查程序]

3. 一個球從高處落下。求:(a) 加速度;(b) 3 秒後的距離;(c) 若末速為 20 m/s,求球在空中停留的時間。重力加速度 = 10 m/ s²

已知:

重力加速度 (g) = 10 m/ s²

招募:

(a)加速度(a)

(b)若時間 (t) = 3 秒,則距離或高度 (h)

(c) 若 v t = 20 m/s,則時間間隔 (t) 為

解決方案:

自由落體方程式:

v t = gt

h = ½ gt 2

v t 2 = 2 gh

(a)加速度(a)

加速度 = 重力加速度 = 10 公尺/秒²。這意味著速度每秒增加 10 公尺/秒。

(b)t = 3 秒後的距離或高度(h)

h = ½ gt² = ½ (10)(3) ² = (5)(9) = 45 米

(c) 若 v t = 20 m/s,則經過的時間 (t)

v t = gt

20 = (10) t

t = 20 / 10 = 2 秒

[內部審查程序]

[wpdm_package id='511′]

[wpdm_package id='517′]

  1. 距離和位移
  2. 平均速度和平均速率
  3. 勻速
  4. 勻加速
  5. 自由落體運動
  6. 自由落體的向下運動
  7. 自由落體中的上下運動

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