УРОК 11

Вільне падіння

Згадуємо вільне падіння

Інтерактивна симуляція "Фізика в школі" (Трубка Ньютона)

Падіння тіл у безповітряному просторі, тобто падіння лише під дією сили тяжіння, називають вільним падінням.

У разі вільного падіння всі тіла падають на Землю з однаковим прискоренням — прискоренням вільного падіння (g ).

Вектор прискорення вільного падіння завжди напрямлений вертикально вниз.
Прискорення вільного падіння вперше виміряв нідерландський математик, астроном і фізик Крістіан Гюйґенс (1629-1695) у 1656 р. Поблизу поверхні Землі, тобто на невеликій (порівняно з радіусом Землі) відстані, воно є практично незмінним і приблизно дорівнює 9,8 м/с².

Характер реального руху тіла в полі тяжіння Землі є досить складним, і його описування виходить за межі шкільної програми.

Фактори, які ускладнюють описання падіння тіл

Тому приймемо низку спрощень:

Систему відліку, пов’язану з точкою на поверхні Землі, вважатимемо інерціальною.
Розглядатимемо рух тіл, що перебувають поблизу поверхні Землі. Тоді кривизною поверхні Землі та зміною прискорення вільного падіння можна знехтувати, а прискорення вільного падіння вважати незмінним. Розв'язуючи задачі, вважатимемо, що g = 10 м/с², якщо не зазначено інше.
Опором повітря будемо нехтувати. Це спрощення не спричинить серйозного викривлення результатів тільки тоді, коли тіла досить важкі, невеликі за розмірами, а швидкість їхнього руху досить мала. Саме такі тіла розглядатимемо далі.

Рух тіла, кинутого вертикально

Рух тіла, кинутого вертикально вгору або вниз, — це рівноприскорений прямолінійний рух із прискоренням, що дорівнює прискоренню вільного падіння: a = g.

Формули для розрахунку кінематичних характеристик вільного падіння

Інтерактивна симуляція "Фізика в школі" (Рух тіла, кинутого вертикально вгору)

Задача 1. Із гелікоптера, який висить над озером на висоті 45 м, скинули невеликий важкий предмет. 1) Через який інтервал часу предмет упаде в озеро? 2) Якою буде швидкість руху предмета в момент торкання води? 3) Визначте співвідношення переміщень предмета за будь-які рівні інтервали часу At.

Аналіз фізичної проблеми. Виконаємо пояснювальний рисунок (рис. 1). Спрямуємо вісь OY вертикально вниз. Початок координат нехай збігається з положенням тіла в момент початку падіння. Швидкість руху тіла в цей момент дорівнює нулю.

Задача рух тіла, кинутого вертикально вниз

Під час вільного падіння без початкової швидкості переміщення тіла за рівні послідовні інтервали часу відносяться як непарні числа:

s₁ : s₂ : s₃ : s₄ = 1 : 3 : 5 : 7.