Как называется свободное падение

Как называется

Вопросы.

1. Что называется свободным падением тел?

Движение тела под действием силы тяжести называется свободным падением.

2. Как доказать, что свободное падение шарика, изображенного на рисунке 27, было равноускоренным?

Если модули векторов перемещения ISI пройденного шариком за последовательные промежутки времени t будут относится как S1: S2: S3. = 1 : 3 : 5. то это будет служить доказательством того, что падение происходит с одинаковым ускорением (см. § 8, 4 вопрос).


3. С какой целью ставился опыт, изображенный на рисунке 28, и какой вывод из него следует?

Опыт ставился с целью: определить, зависит ли ускорение свободного падения от массы, формы, материала и т.п. свойств тел. Из этого опыта может быть сделан вывод, что ускорение свободного падения для всех тел одинаково.

4. Что такое ускорение свободного падения?

5. Почему в воздухе кусочек ваты падает с меньшим ускорением, чем железный шарик?

При падении тела в воздухе на него действует сила сопротивления воздуха. Кусочек ваты падает медленнее так как например при одинаковом размере железного шарика и кусочка ваты, первый будет намного тяжелее второго, и вклад силы сопротивления в результирующую силу будет значительно больше для кусочка ваты, чем для железного шарика.

6. Кто первым пришел к выводу о том, что свободное падение является равноускоренным движением?

Существует легенда, что Галилео Галилей сбрасывал металлические шары разной массы с Пизанской башни. Однако падение было слишком быстрым и Галилей проделал опыты по скатыванию шаров по наклонной плоскости, чтобы увеличить время падения.

1. С какой высоты свободно падала сосулька, если расстояние до земли она преодолела за 4с?

2. Определите время падения монетки, если её выронили из рук на высоте 80 см над землей (g = 10 м/с 2 ).

3. Маленький стальной шарик упал с высоты 45м. Сколько времени длилось его падение? Какое перемещение совершил шарик за первую и последнюю секунды своего движения? (g = 10 м/с 2 ).

Читайте также:  Как называется монета индии

Источник

Свободное падение тел – формулы, определение, примеры

Одним из видов равноускоренного движения, с которым часто сталкивается человек, является свободное падение тел под действием земного тяготения. Рассмотрим эту тему подробнее.

Изучение свободного падения тел

Со свободным падением тел человечество было знакомо всегда. Однако, со времен античности считалось, что скорость свободного падения тем больше, чем тяжелее падающий предмет.

Первым, кто открыто усомнился в правоте античных философов, был Г.Галилей.

Галилей привел простой пример – если тяжелый предмет падает быстрее легкого, то если их связать нитью, с одной стороны, легкий предмет должен мешать тяжелому падать. Однако, с другой стороны, связанные два предмета представляют собой один предмет с большей массой, а значит, должны падать быстрее. Это противоречие может быть решено, если допустить, что и легкие и тяжелые предметы падают одинаково быстро.

Галилей провел немало опытов, сбрасывая предметы различных масс с Пизанской башни, сводя полученные результаты в таблицы и проводя расчеты. Они позволили ему установить, что все предметы падают с ускорением, имеющим направление вертикально вниз. Однако и это ускорение, и приобретаемая скорость для всех предметов одинаковы – легкая мушкетная пуля и тяжелое пушечное ядро всегда достигают Земли за одинаковое время.

Рис. 2. Опыт Галилея на Пизанской башне.

Таким образом, было установлено, что ускорение свободного падения тел не зависит от массы предмета. Галилей предположил, что причиной медленного падения легких тел является воздух, и даже легкая пушинка падала бы на Землю с такой же скоростью, как и тяжелое пушечное ядро, если бы не его сопротивление.

Читайте также:  Фото столовых ножей и как они называются

Проверить этот факт удалось лишь через столетие, когда появились достаточно совершенные воздушные насосы. И. Ньютон продемонстрировал стеклянную трубку, в которой находились свинцовая дробинка и перышко. При переворачивании трубки дробинка падала сразу, а перышко – опускалось долгое время. Однако, когда воздух из трубки выкачивали, перышко начинало падать так же быстро, как и дробинка.

Источник

Свободное падение

Свобо́дное падéние — равнопеременное движение под действием силы тяжести, когда другие силы, действующие на тело, отсутствуют или пренебрежимо малы. На поверхности Земли (на уровне моря) ускорение свободного падения меняется от 9,832 м/с² на полюсах, до 9,78 м/с² на экваторе.

В частности, парашютист в течение нескольких первых секунд прыжка находится практически в свободном падении.

Свободное падение возможно на поверхность любого тела, обладающего достаточной массой (планеты и их спутники, звёзды, и т. п.).

Содержание

Комментарий к определению

Поскольку сила тяжести понимается как сила, действующая вблизи планеты, определению «свободного падения» строго соответствуют движения тела около поверхности Земли или другого крупного астрономического объекта. Важным условием является малость сопротивления среды (или её отсутствие [2] ). Примером служит полёт камня, брошенного с поверхности или с некоторой высоты под любым углом (при небольших скоростях сопротивлением воздуха можно пренебречь), причём движение вверх тоже является свободным падением, вопреки интуитивному восприятию. Траектория может иметь форму участка параболы или отрезка прямой.

Изредка «свободное падение» трактуется шире официального определения, а именно допускается движение тела на значительном удалении от планеты. Тогда в определение вписываются, скажем, вращение Луны вокруг Земли или падение тел из космоса. Объект, свободно падающий из бесконечности на планету, достигает её поверхности или верхних слоёв атмосферы со скоростью не ниже второй космической, а траектория представляет собой кусок гиперболы, параболы или прямой; ускорение непостоянно, так как изменения гравитационной силы в пределах изучаемой области существенны.

Читайте также:  Замок английской королевы как называется

История

Демонстрация явления

При демонстрации явления свободного падения откачивают воздух из длинной трубки, в которую помещают несколько предметов разной массы. Если перевернуть трубку, то тела, независимо от их массы, упадут на дно трубки одновременно.

Если же эти предметы поместить в какую-либо среду, то к действию силы тяжести добавится сила сопротивления, и тогда времена падения данных предметов уже не обязательно будут совпадать, а будут в каждом случае зависеть от формы тела и его плотности.

Количественный анализ

где g — ускорение свободного падения, а точками над величиной обозначается её дифференцирование по времени.

Интегрируя данное дифференциальное уравнение при заданных начальных условиях y = y и v = v (здесь v — проекция скорости тела на вертикальную ось), находим [12] зависимость переменных y и v от времени t :

В частном случае, когда начальная скорость равна нулю (то есть тело начинает падение, не испытав толчка вверх или вниз), из этих формул видно, что текущая скорость тела пропорциональна времени, прошедшему с момента начала свободного падения, а пройденный телом путь — квадрату времени.

Рекорды свободного падения

В бытовом смысле под свободным падением нередко подразумевают движение в атмосфере Земли, когда на тело не действуют никакие сдерживающие или ускоряющие факторы, кроме силы тяжести и сопротивления воздуха.

16 августа 1960 г. Джозеф Киттингер совершил рекордный прыжок с высоты 31 км с использованием тормозного парашюта.

См. также

Примечания

Литература

Что такое wiki2.info Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.

Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. wiki2.info является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Adblock
detector