Объекты в свободном падении

Физика > Объекты в свободном падении

Свободное падение – перемещение тела, в котором вес выступает единственное влияющей силой.

Задача обучения

• Разъяснить главные моменты в свободном падении и научиться отличать от других видов.

Основные пункты

• Ускорение свободно падающих объектов именуют ускорением гравитации, потому что объекты притягиваются к земному центру.
• Ускорение силы тяжести – величина постоянная (9.80 м/с²).

Термин

Ускорение в физике – число, с которым векторная или скалярная скорость меняются в течение определенного временного промежутка.

Свободное падение

Что собою представляет свободное падение? Речь идет о самой простой разновидности движения. Если вы сбросите монетку и бумажный лист, то у второго на падение уйдет больше времени. Но сомните его до маленького шарика и повторите эксперимент. Вы заметите, что они упали практически одновременно. Дело в том, что влияющая сила зависит не только от массы, но и площади объекта. В свободном падении вес выступает единственной воздействующей силой.

Вы можете проследить за объектом в свободном падении

Галилео Галилей также отслеживал этот механизм и понял, что не согласен с Аристотелем, утверждавшим, что более тяжелые предметы падают быстрее. Он сообщил, что существует сила восходящего движения, формируемая воздухом и силой тяжести. Если трение и сопротивление воздуха незначительны, то все объекты падают с одинаковым ускорением независимо от массы.

Проблемы создает сопротивление воздуха, так как трение мешает движению. Подобное ускорение именуют ускорением силы тяжести (g). Однако гравитация может немного отличаться при смене высоты, но средний показатель ускорения – 9.8 м/с².

Уравнения

Наилучший способ изучить особенности движения тел в свободном падении – проследить за перемещением сверху вниз. Если объект упал, то его начальная скорость приравнивается к нулю. В процессе движения он пребывает в свободном падении и отвечает уравнению:

V = v₀ – gt

y = y₀ + v₀t – ½ gt²

v² = v²₀ – 2g(y – y₀),

где v – скорость, g – гравитация, t – время, а y – вертикальное смещение.

Примеры

• Космические корабль на постоянной орбите. Свободное падение прекратится при включении двигателей.
• Булыжник, брошенный в колодец.
• Выстрел снаряда.

---