1.1.7 Свободное падение. Ускорение свободного падения. Движение тела, брошенного под углом α к горизонту
Видеоурок 1: Свободное падение тел
Видеоурок 2: Свободное падение - Физика в опытах и экспериментах
Лекция: Свободное падение. Ускорение свободного падения. Движение тела, брошенного под углом α к горизонту
Свободное падениеЧастным случаем равноускоренного движения тела, которое двигается по прямой траектории, является свободное падение. Абсолютно не важно, было ли кинуто тело вверх или же наоборот вниз, - оно в любом случае упадет на Землю.
Когда тело бросают вертикально вверх, оно половину участка пути двигается равнозамедленно, затем на мгновение останавливается, и продолжает двигаться в противоположном направлении, ускоряя свое движение.
Еще одна очень удивительная вещь - несмотря на то, какую массу имеет тело - будь-то пушинка, гиря или же кусок дерева. Если все эти тела будут иметь одинаковую форму и будут находиться в вакууме, то упадут с одинаковой высоты на Землю за одинаковое время.
Данный опыт был проведен и доказан Галилео Галилеем. Выяснилось, что все тела, отпущенные на некотором расстоянии от Земли, упадут на нее с одинаковым ускорением.
Движение, при котором тело двигается вниз только под действием притяжения к Земле называется свободным падением.
Ускорение свободного паденияВсе тела, отпущенные на некотором расстоянии от какой-либо поверхности на Земле, будут двигаться с ускорением равным g=9,81 м/с2.
Значение g зависит:
- от расстояния до поверхности Земли;
- от того, в какой части планеты находится тело (на экватор или же на полюсах) - из-за того, что Земля имеет форму элипсоида, расстояние до ядра на полюсах меньше, чем на экваторе, поэтому g в данной местности больше;
- от типа пород в данной местности - ускорение свободного падения в горах или в районе залежи полезных ископаемых больше, чем над океаном.
Так как свободное падение является равноускоренным прямолинейным движением, то при решении задач на данную тему можно использовать основное кинематическое уравнение движения, с одной поправкой - вместо ускорения а, будем использовать постоянное ускорение g.
Законы свободного падения тел:
Если тело брошено с некоторой высоты, то оно будет двигаться ускоренно, а значит, в уравнении перед g будет стоять знак "+". Если же тело кинуто вертикально вверх, то до достижения максимальной высоты перед g будет знак "-".
Алгоритм решения задач на свободное падение- Для начала следует записать кратко, что дано по условию задачи.
- Все величины следует перевести к основным единицам.
- Нарисовать схематический рисунок, на котором указать начало координат, направление оси, а также расставить направление и значения скорости и ускорения.
- Записать основное кинематическое уравнение в векторном виде.
- Записать уравнение движения, проецируя все ФВ на ось.
- При необходимости использовать дополнительные формулы.
Движение тела, брошенного под углом α к горизонтуНаука, изучающая движение тел в поле земного притяжения, называется баллистикой.
При решении задач на тело, что движется в поле земного притяжения, движение разделяют на два основных вида:
- горизонтальное - равномерное движение;
- вертикальное - равноускоренное движение, где тело двигается с ускорением свободного падения.
При решении задач используется следующая система уравнений:
- Для определения траектории движения используется следующее уравнение:
- Время движения определяется по формуле:
- Максимальная высота, которой достигнет тело во время движения:
- Дальность полета:
- Следует запомнить, что максимальную дальность имеет тело, брошенное под углом 45 градусов к горизонту. Определение результирующей скорости:
- Определение угла падения:
- Определение высоты полета в данный момент времени:
Задачи на данный вид движения решаются по тому же алгоритму, что и для свободного падения, но с одним исключением - для них необходима двумерная координатная плоскость.
| Предыдущий урок | Следующий урок |
Оставить комментарий