Kan du analysere bevægelsen af ​​en frit faldende krop?

analyse af bevægelsen af ​​et frit faldende legeme

En frit faldende krop er et objekt, der bevæger sig under den eneste indflydelse fra tyngdekraften. Dette betyder, at luftmodstand er ubetydelig, og den eneste kraft, der virker på objektet, er tyngdekraften.

Her er en sammenbrud af bevægelsen af ​​en frit faldende krop:

1. Ensartet acceleration:

* Acceleration på grund af tyngdekraften (g): Jordens gravitationsfelt udøver en konstant acceleration på alle genstande nær dens overflade. Denne acceleration er ca. 9,8 m/s², rettet nedad.

* Konstant acceleration: Accelerationen på grund af tyngdekraften forbliver konstant i løbet af efteråret. Dette indebærer, at objektets hastighed stiger med en konstant hastighed.

2. Hastighed:

* indledende hastighed (V₀): Objektets hastighed i begyndelsen af ​​dets fald. Dette kan være nul, hvis objektet falder fra hvile, eller det kan have en ikke-nul-værdi, hvis objektet kastes nedad eller opad.

* endelig hastighed (v): Objektets hastighed på et givet tidspunkt i løbet af faldet. Dette bestemmes af den indledende hastighed og den forløbne tid.

* forholdet mellem hastighed, acceleration og tid: Den endelige hastighed (V) kan beregnes ved hjælp af følgende ligning:

V =V₀ + GT

hvor:

* V₀ er den oprindelige hastighed

* g er accelerationen på grund af tyngdekraften

* t er den forløbne tid

3. Fortrængning:

* forskydning: Ændringen i placeringen af ​​objektet i løbet af faldet. Det måles fra den oprindelige position til den endelige position.

* Forholdet mellem forskydning, indledende hastighed, tid og acceleration: Fortrængningen (ΔY) kan beregnes ved hjælp af følgende ligning:

ΔY =V₀T + (1/2) GT²

hvor:

* V₀ er den oprindelige hastighed

* g er accelerationen på grund af tyngdekraften

* t er den forløbne tid

4. Bevægelsesligninger:

Følgende er de fire grundlæggende bevægelsesligninger for en frit faldende krop:

* v =v₀ + gt

* ΔY =V₀T + (1/2) GT²

* V² =V₀² + 2GΔY

* ΔY =(v + v₀) t/2

5. Luftbestandighed:

I virkeligheden spiller luftmodstand en betydelig rolle i bevægelsen af ​​faldende genstande. Når et objekt falder, oplever det en opadgående kraft på grund af luftmodstand. Denne kraft øges med objektets hastighed.

* terminalhastighed: Til sidst vil kraften i luftmodstand svarer til tyngdekraften. På dette tidspunkt stopper objektet med at accelerere og når en konstant hastighed kaldet terminalhastighed.

Konklusion:

At forstå bevægelsen af ​​en frit faldende krop er grundlæggende for at forstå klassisk mekanik. Disse ligninger giver en ramme for at forudsige og analysere bevægelsen af ​​objekter i et gravitationsfelt. Det er dog vigtigt at huske begrænsningerne i disse ligninger og overveje påvirkningen af ​​luftmodstand i virkelige verdener.