Свободное падение тел

СВОБОДНЫМ ПАДЕНИЕМ называют равноускоренное движение, происходящее при действии на тело только силы тяжести (без учета сопротивления воздуха).

При свободном падении тела с небольшой высоты от поверхности планеты оно движется с постоянным ускорением g, направленным по вертикали вниз, которое называется ускорением свободного падения. Ускорение свободного падения не зависит от массы тела, у поверхности Земли g=9,8 м/с². При решении задач на

свободное падение можно использовать все формулы равноускоренного

движения, заменив в них ускорение на ускорение .

ВОЗМОЖНЫЕ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА ПРИ СВОБОДНОМ ПАДЕНИИ

1) Движение по вертикали (вверх или вниз).

При решении задач пользуются алгоритмом решения задач пи кинематике, при этом выбирают вертикальную ось .

Если тело падает из движущегося с некоторой скоростью объекта, то начальная скорость падающего тела равна скорости движущегося объекта в тот момент, когда тело от него отделяется.

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НА СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ (прямолинейная траектория):

Решение:

С вертолета, находящегося на высоте 300 , сброшен груз. Через какое время груз достигнет земли, если вертолет поднимается со скоростью 5 ?

Ответ:

Если тело свободно падает в движущейся системе отсчета с вертикально направленным относительно земли ускорением , то ускорение тела , если ускорение системы отсчета направлено вертикально вверх и , если ускорение системы отсчета направлено вертикально вниз.

2) Движение по ветви параболы происходит при сообщении телу начальной скорости в горизонтальном направлении. При решении задач выбирают

двухмерную систему координат, т. к. движение тела происходит в плоскости.

Если в задаче речь идет о дальности полета , то пишут уравнение для

координаты : , если в задаче идет речь о высоте полета тела , то пишут уравнение для координаты : .

Если в задаче речь идет о скорости (не начальной), то при решении используют алгоритм:

1.Написать уравнения для проекции вектора скорости на ось : и на ось : .

2. Изобразить на рисунке.

3. К полученному рисунку применить законы геометрии.

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НАСВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛА, НАЧАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ НАПРАВЛЕНА ГОРИЗОНТАЛЬНО:

Задача 1.Мальчик бросил горизонтально мяч из окна, находящегося на высоте 20 . Сколько времени летел мяч до земли, с какой скоростью был брошен, если он упал на расстоянии 6 от основания дома?

Каковы модуль и направление скорости мяча при достижении им земли?

Решение:

Для нахождения модуля и направления скорости мяча при достижении им земли, сделаем еще один рисунок:

Ответ:

Ответ:

Задача 2. Тело брошено в горизонтальном направлении со скоростью 5 . Через какое время его скорость будет направлена под углом 45^о к горизонту?

Ответ:

3) Движение по параболе происходит при сообщении телу скорости, направленной под некоторым углом к горизонту. Задачи решаются аналогично задачам на движение тел по ветви параболы, но записанную систему уравнений часто необходимо дополнить уравнением для координаты у, записанное для конечной точки движения.

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НА СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛА, НАЧАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ НАПРАВЛЕНА ПОД УГЛОМ К ГОРИЗОНТУ:

Найти высоту подъема и дальность полета сигнальной ракеты, выпущенной со скоростью 40 под углом 60^о к горизонту.

Ответ:

Дата добавления: 2014-11-16