Πώς το ύψος από το οποίο μειώθηκε ένα αντικείμενο επηρεάζει τη μέση ταχύτητά του;
Κατανόηση των εννοιών
* Ελεύθερη πτώση: Όταν ένα αντικείμενο πέφτει, πέφτει υπό την επήρεια βαρύτητας. Αυτό σημαίνει ότι επιταχύνεται προς τα κάτω με σταθερό ρυθμό (περίπου 9,8 m/s2 στη γη).
* ταχύτητα: Η ταχύτητα είναι ένα μέτρο τόσο της ταχύτητας όσο και της κατεύθυνσης. Σε αυτή την περίπτωση, η ταχύτητα του αντικειμένου πτώσης αυξάνεται καθώς πέφτει.
* Μέση ταχύτητα: Η μέση ταχύτητα υπολογίζεται διαιρώντας τη συνολική μετατόπιση με τον συνολικό χρόνο που λαμβάνεται.
Η σχέση
* υψηλότερο ύψος, υψηλότερη τελική ταχύτητα: Όσο υψηλότερο είναι το αντικείμενο, τόσο περισσότερο πέφτει. Δεδομένου ότι επιταχύνεται συνεχώς, φτάνει σε υψηλότερη τελική ταχύτητα πριν χτυπήσει το έδαφος.
* Υψηλότερη μέση ταχύτητα: Επειδή η τελική ταχύτητα είναι υψηλότερη για μεγαλύτερο ύψος πτώσης, η μέση ταχύτητα σε ολόκληρη την πτώση θα είναι επίσης υψηλότερη.
Παράδειγμα
Φανταστείτε να ρίξετε ένα αντικείμενο από δύο διαφορετικά ύψη:
* Πτώση 1: 1 μέτρο
* Πτώση 2: 10 μέτρα
Το αντικείμενο που μειώθηκε από 10 μέτρα θα διαρκέσει περισσότερο για να πέσει και θα φτάσει σε υψηλότερη τελική ταχύτητα από το αντικείμενο που μειώθηκε από 1 μέτρο. Κατά συνέπεια, η μέση ταχύτητά του σε ολόκληρη την πτώση θα είναι μεγαλύτερη.
Formula
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο τύπο για να υπολογίσετε τη μέση ταχύτητα στην ελεύθερη πτώση:
* Μέση ταχύτητα (v) =(αρχική ταχύτητα (u) + τελική ταχύτητα (v))/2
* Αρχική ταχύτητα (u) =0 (Δεδομένου ότι το αντικείμενο έχει πέσει από ανάπαυση)
* Τελική ταχύτητα (V) =√ (2GH) (όπου το G είναι επιτάχυνση λόγω βαρύτητας και H είναι το ύψος)
Key Takeaway
Η μέση ταχύτητα ενός αντικειμένου που πέφτει αυξάνεται αναλογικά με την τετραγωνική ρίζα του ύψους από το οποίο πέφτει. Όσο υψηλότερη είναι η πτώση, τόσο μεγαλύτερη είναι η μέση ταχύτητα.
