Как рассчитать скорость падения
- Падение тела в гравитационном поле Земли
- Расчет скорости падения
- Расчет скорости в конце времени
- Падение тела, брошенного горизонтально
Падение тела в гравитационном поле Земли
Падение - это движение тела в гравитационном поле Земли. Важной особенностью такого движения является постоянное ускорение, которое составляет около 9,81 м/с². Даже когда предмет брошен горизонтально, это ускорение необходимо учитывать. Для решения задач по падению тела вам понадобятся дальномер, электронный секундомер и калькулятор.
Расчет скорости падения
Если тело свободно падает с высоты h, измерьте ее при помощи дальномера или другого устройства. Для расчета скорости падения тела используйте формулу v=√(2∙g∙h), где g - ускорение свободного падения. Если у тела уже есть начальная скорость v0, добавьте ее значение к результату расчета скорости падения.
Пример:
Пусть тело свободно падает с высоты 4 м и имеет нулевую начальную скорость. Расчет скорости падения будет следующим: v=√(2∙9,81∙4)≈8,86 м/с.
Расчет скорости в конце времени
Измерьте время падения тела с помощью электронного секундомера и запишите его значение в секундах. Чтобы найти скорость тела в конце отрезка времени, добавьте к начальной скорости v0 произведение времени на ускорение свободного падения.
Пример:
Пусть камень начинает падение с начальной скоростью 1 м/с. Через 2 секунды его скорость будет равна: v=1+9,81∙2=20,62 м/с.
Падение тела, брошенного горизонтально
Когда тело брошено горизонтально, его движение представляет собой результат двух типов движения - равномерного по горизонтали и равноускоренного по вертикали. Траектория такого тела является параболой. Скорость тела в любой момент времени будет равна векторной сумме горизонтальной и вертикальной составляющих скорости.
Для определения скорости падения тела, брошенного горизонтально, используйте теорему Пифагора. Скорость будет равна корню квадратному из суммы квадратов горизонтальной и вертикальной составляющих скорости.
Вертикальную составляющую скорости рассчитывайте с помощью ранее описанной методики.
Пример:
Пусть тело брошено горизонтально с высоты 6 м со скоростью 4 м/с. Чтобы найти его скорость при ударе о землю, рассчитаем вертикальную составляющую скорости. Она будет такой же, как если бы тело свободно падало с заданной высоты: v верт =√(2∙9,81∙6). Подставим это значение в формулу и получим: v=√(v гор²+ 2∙g∙h)= √(16+ 2∙9,81∙6)≈11,56 м/с.
