Свободно падане във физиката с изчисления; Формули · с видео
Ако и преди сте скачали с парашут, сте свободно падане вече опит на собственото си тяло! В тази статия ще обясним какво е свободно падане и как изглежда формулата за него.
Искате да влезете в най-важните неща за свободното падане бързо и лесно Видео форма разбираш ли? След това разгледайте нашите свързани Теория видео в.
За един практическа употреба на свободно падане са наши Видеоклипове до a Упражнение и малко по-сложен Писмен изпит добре.
Физика за свободно падане
Свободното падане е едно във физиката Падащо движение. С това физически обект лети към земята. The Земно притегляне като постоянно ускорение и Въздушно съпротиление, на Плаваемост и Кориолисова сила се използва за изчисленията пренебрегван. Пространствен фактор от .
Трябва също да се спомене, че Коефициент на ускорение може да варира в зависимост от мястото на земята. Въпреки това, той се основава най-вече на стойността на единна ставка. Стойността също се променя, когато даден обект се придвижва към земята. Но този случай също е показан тук по опростен начин.
Формула за свободно падане
Преди да покаже точните формули, Диаграми на движението на свободно падане. При тях оста на местоположението или разстоянието често е ориентирана надолу. Това има предистория, там с безплатното случай начинът надолу е ориентиран и по този начин реално намалява. Как да изберете оста зависи от вас. Ще ви покажем и двата начина.
Има и три различни вида Представителство на свободно падане.
Закон за ускоряване на времето за свободно падане
Първото описание на свободно падане може с помощта на Закон за ускоряване на времето да се направи. Ускорението тук се дава от Ускорение поради гравитацията. Това може да бъде показано на диаграма, както следва.
При свободно падане, път също често се нарича път с височина могат да бъдат приравнени. По този начин на ориентация да се обърне внимание на локалната ос. Ако е насочен нагоре, ускорението е отрицателен, защото начинът, т.е. височината, трябва да намалее. The ускорение може да се справи с отрицателното Земно притегляне да бъдат приравнени.
Закон за времето за свободно падане
Свободно падане може да се направи с помощта на Закон за време-време описани и също показани на диаграма. В нашето видео също скорост нека разгледаме по-отблизо закона. Ако искате да знаете повече, ние сме го свързали тук. Казано е:
,
където път, на Ускорение поради гравитацията и времето е.
Вляво Диаграма на движението ако оста y е показана обърната, има и малка промяна във формулата. Това е от Начална височина покритата сума ще бъде приспадната. Може да се напише:
В схемата на движение за него може да се види, че изминатото разстояние експоненциално променен. Това е свързано с факта, че колкото по-далеч лети обектът Ускорението се увеличава и по този начин изминава все повече и повече разстояния за едно и също време.
Скорост на свободно падане
Описването на свободното падане от гледна точка на неговата скорост работи два различни типа. Веднъж за това Закон за скоростта на времето и веднъж за това Закон за разстоянието и скоростта. Двата закона могат да бъдат записани и в диаграма.
The Времева скорост закон в свободно падане изглежда така:
Математически тя може да бъде формулирана по следния начин:
В случай на обратната ос на траекторията стои a отрицателен знак преди ускорение. Това също трябва да се вземе предвид в тази формула.
Скоростта с местоположението в т.нар Закон за място свържете заедно. Това е следното Са определени:
Такъв е случаят с обърнатата пространствена ос. Тук е Начална височина и отново пътят, който вече е покрит. За обикновен вид се прилага:
Ето тогава изминато разстояние.
Време за свободно падане
Тези Закони могат да се наричат формули за свободно падане. Отделните изчисления могат да се вмъкват едно в друго и да се разрешават в зависимост от променливите, които търсите. Трябва обаче да внимавате с Ориентация на локалната ос, защото формулите се променят с това. Например времето за падане на свободното падане на обект може да се определи от предварително установените закони.
Прави впечатление, че Продължителност на делото не от Размери на наблюдавания обект. Това е заради пренебрегване от външни сили като въздушно съпротивление. Свободното падане ще бъде такова идеализиран и се третира така, сякаш се провежда във вакуум. Тук тела с различни маси достигат до земята по едно и също време, ако са започнали на едно и също място.
Изчислете свободното падане
A Товарен самолет губи своята по време на полета си поради повреда в транспортната му система зареждане. Това пада 30 секунди в свободно падане. Като бърз ще товари и кой път връща го в това време?
Първо Скорост v от имота. Работи по следния начин:
За стойностите получавате a скорост от 294,3 метра в секунда, което съответства на около 1060.
За изчисляване на изминат път може да се използва следната формула:
Това е Закон за време-време. С ускорението на гравитацията и изминалото време на падане може да се определи, че обектът е приблизително 4,4 километра е покрил.
Приложимост на свободно падане
Примерът не може да се използва по този начин реалност да се предават. Товарът няма да достигне при свободно падане от самолета при реални условия. Това е така, защото Въздушно съпротиление е незначително само при определени условия. Всъщност масата при свободно падане противодейства на ускоряването на въздушното съпротивление. Това се увеличава с увеличаване скорост квадрат до. Това означава, че скоростта не се увеличава безкрайно, а в един момент достига такава максимум. Човек в свободно падане постига a максимална скорост от прибл. .
Упражнение за свободно падане
За да задълбочите знанията си за изчисляване на свободното падане, нека разгледаме едно Упражнение в.
Представете си следния сценарий:
Един ден решавате да направите парашут. За тази цел авиокомпанията предлага скокове от 2000 метра, 4000 метра, 6000 метра, 8000 метра и 10 000 метра. Наистина искате това при вашия скок Прекъснете звуковата бариера и по този начин да бъде по-бърз от звука. Скокът от 10 000 метра всъщност е твърде скъп за вас, така че възниква въпросът:
От каква височина ще трябва Пренебрегване на въздушното съпротивление, скачам от? Можете да предположите, че ще ви отнеме 400 метра, докато парашутът се отвори и той ви забави до скоростта на кацане. И така, кой скок ще трябва да изберете?
Можете да намерите решението на тази задача с подробен метод за изчисляване в нашия Видео за упражнения .
Задача за изпит за свободно падане
За да се подготвим оптимално за следващия си изпит, нека разгледаме по-предизвикателна задача. Това може да се направи във вашия Изпит Изскача.
Представете си, че сте на почивка и се лутате по много висок мост. Наистина искате да знаете колко високо този мост е. Тогава ви хрумва, че можете да определите височината на моста, като хвърлите камък от моста. Казано и готово! След 10 секунди ще чуете звука на удара. Сега изчислете Височина на моста, когато скоростта на звука е приблизително 340 метра в секунда. Можете да пренебрегнете въздушното съпротивление.
В нашето видео за Писмен изпит ние ще обясним стъпка по стъпка как можете да работите по тази задача.