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]
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