ο ελεύθερη πτώση και κάθετη ρίψη Αποτελούν τις δύο ελεύθερες κατακόρυφες κινήσεις, που χαρακτηρίζονται με αυτόν τον τρόπο, έχοντας την ιδιαιτερότητα της επιδίωξης μιας μόνο τροχιάς από πάνω προς τα κάτω (σε περίπτωση ελεύθερης πτώσης) και από κάτω προς τα πάνω (στην περίπτωση κάθετης ρίψης). Ονομάζονται ελεύθεροι επειδή δεν έχουν καμία δύναμη τριβής, δηλαδή επειδή θεωρούνται με έναν κάπως αφηρημένο τρόπο ότι εκτελούνται υπό κενό. Η απλότητα αυτών των δύο κινήσεων, λόγω της απουσίας δυνάμεων αντίστασης, τις καθιστά μία από τις πρώτες που συμμετείχαν στη μάθηση των φυσικών επιστημών, κοινές στα γυμνάσια. Στις ασκήσεις που σχετίζονται με αυτές τις δύο κινήσεις, το βάρος ή η μάζα δεν εμπλέκονται και το γεγονός ότι η τριβή δεν λαμβάνεται υπόψη σημαίνει ότι το σχήμα του κινούμενου σώματος που ανεβαίνει ή πέφτει δεν έχει σημασία.
Ο πυρήνας του ελεύθερη πτώση και κάθετη ρίψηΕίναι ότι ανήκουν στη φυσική κατηγορία της ευθύγραμμης κίνησης, ομοιόμορφα ποικίλη. Αυτό σημαίνει ότι, όπως αναφέρεται, επιδιώκουν ένα μονοπάτι, που δεν το ακολουθούν με μία μόνο ταχύτητα αλλά με μία μόνο επιτάχυνση: αυτή η επιτάχυνση ονομάζεται βαρύτητα, ένα μέγεθος που στη γη είναι περίπου 9,8 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, για κάθε δευτερόλεπτο.
( *) Δηλωμένο μαθηματικά, είναι 9,8 M / S2, και εξηγείται στο βαθμό που ξεκινώντας από μια αρχική θέση, σε κάθε δευτερόλεπτο η ταχύτητα θα είναι 9,8 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (μέτρο ταχύτητας) μεγαλύτερη.
Ενώ το φυσικές ιδιότητες και των δύο κινήσεων είναι παρόμοια, διαφέρουν σε ορισμένα χαρακτηριστικά. Μετά το κύριες διαφορές μεταξύ της ελεύθερης πτώσης και της κάθετης ρίψης:
- Σε ελεύθερη πτώση, το σώμα πέφτει ελεύθερα από ανάπαυση χωρίς να ρίχνεται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, οπότε λαμβάνεται υπόψη μια αρχική ταχύτητα ίση με 0.
- Σε κάθετη λήψη, από την άλλη πλευρά, η κίνηση πραγματοποιείται από κάτω προς τα πάνω με μια αρχική ταχύτητα, όπου στο δρόμο προς τα πάνω η κίνηση καθυστερεί και η επιτάχυνση είναι προς τα κάτω και η ταχύτητα προς τα πάνω. Η ταχύτητα του κινητού σταματά μέχρι να φτάσει στο 0 στο υψηλότερο σημείο της διαδρομής, από το οποίο ξεκινά μια κίνηση ελεύθερης πτώσης.
Η ακόλουθη λίστα θα περιλαμβάνει μερικά παραδείγματα ελεύθερης πτώσης και άλλοι κάθετα παραδείγματα λήψης, ασκήσεις με την αντίστοιχη λύση που διευκολύνουν την κατανόησή τους.
- Μια μπάλα πέφτει από ένα κτίριο, το οποίο διαρκεί 8 δευτερόλεπτα για να φτάσει στο έδαφος. Πόσο γρήγορα χτυπάει η μπάλα στο έδαφος; Ανάλυση: Προχωρά με επιτάχυνση 9,81 M / S2 για 8 δευτερόλεπτα, δηλαδή, φτάνει με ταχύτητα 78 M / S.
- Στην προηγούμενη άσκηση, ποιο είναι το ύψος του κτιρίου; Ανάλυση: Το ύψος του κτιρίου υπολογίζεται ως η μισή επιτάχυνση, επί το τετράγωνο του χρόνου: σε αυτήν την περίπτωση, θα είναι (½ * 9,81 M / S2) * (8S)2. Το ύψος του κτηρίου είναι 313,92 μέτρα.
- Ένα αντικείμενο πέφτει σε ελεύθερη πτώση και φτάνει σε ταχύτητα 150 M / S. Πόσο καιρό χρειάστηκε για να πέσει; Ανάλυση: Χρειάζονται περίπου 15 δευτερόλεπτα.
- Ποια είναι η τελική ταχύτητα ενός αντικειμένου που πέφτει ελεύθερα και ξεκινά από την ανάπαυση και πέφτει για 10 δευτερόλεπτα; Ανάλυση: 98,1 Μ / Δ
- Σε έναν άλλο πλανήτη, ένα κινητό ρίχνεται και διαρκεί 20 δευτερόλεπτα για να φτάσει στο έδαφος, όπου φτάνει με ταχύτητα 4 M / S. Ποια είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας σε αυτόν τον πλανήτη; Ανάλυση: Η επιτάχυνση είναι 0,2 M / S2.
- Ένα βλήμα εκτοξεύεται κάθετα προς τα πάνω με αρχική ταχύτητα 25 M / S. Πόσος χρόνος χρειάζεται για να φτάσετε στο σημείο της μέγιστης ταχύτητας; Ανάλυση: Μέρος των 25 M / S και χάνει 9,81 κάθε δευτερόλεπτο. Επομένως, θα χρειαστούν 2,54 δευτερόλεπτα για να φτάσετε στο έδαφος.
- Στην προηγούμενη άσκηση, ποιο είναι το ύψος που αντιστοιχεί στη μέγιστη ταχύτητα; Ανάλυση: Το ύψος υπολογίζεται ως το ήμισυ της αρχικής ταχύτητας, πολλαπλασιαζόμενο επί το χρόνο. Εδώ 12,5 M / S * 2,54 S = 31,85 μέτρα.
- Μια μπάλα ρίχνεται προς τα πάνω με αρχική ταχύτητα 22 M / S. Ποια είναι η ταχύτητά του στα 2 δευτερόλεπτα; Ανάλυση: 2,38 Μ / Δ
- Με ποια αρχική ταχύτητα πρέπει ένα βέλος να πυροβολείται κάθετα προς τα πάνω για να φτάσει σε ύψος 110 μέτρων σε 5,4 δευτερόλεπτα; Ανάλυση: Καθώς η ταχύτητα χάνεται, ξεκινάμε από τον τελικό και προστίθεται το προϊόν του χρόνου και της βαρύτητας: 110 M / S + 5,4 S * 9,81 M / S2 = 162,97 Μ / Δ
- Πόσο καιρό χρειάζεται για να φτάσει ένα κινητό που ξεκινά προς τα πάνω με αρχική ταχύτητα 200 M / S; Ανάλυση: Χρειάζονται 20,39 δευτερόλεπτα.
