Πώς τροποποιείται η εξίσωση κίνησης για ελεύθερα πτώση αντικειμένων;
Κατανόηση της ελεύθερης πτώσης
* Ορισμός: Η ελεύθερη πτώση αναφέρεται στην κίνηση ενός αντικειμένου αποκλειστικά υπό την επίδραση της βαρύτητας. Αυτό σημαίνει ότι η αντίσταση στον αέρα αγνοείται.
* Επιτάχυνση: Η επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα (G) είναι σταθερή και ενεργεί προς τα κάτω. Στη γη, G ≈ 9,8 m/s2.
Τροποποιημένες εξισώσεις κίνησης
1. Κατακόρυφη μετατόπιση:
* Τυποποιημένη εξίσωση:S =UT + ½at²
* Ελεύθερη πτώση: s =ut + ½gt²
* S =κατακόρυφη μετατόπιση (απόσταση που διανύθηκε)
* U =αρχική ταχύτητα (συνήθως προς τα πάνω, τόσο συχνά λαμβάνεται ως θετική)
* t =ώρα
* g =επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (πάντα προς τα κάτω, τόσο συχνά λαμβάνεται ως αρνητική)
2. Τελική ταχύτητα (v):
* Τυποποιημένη εξίσωση:v =u + at
* Ελεύθερη πτώση: v =u + gt
* V =τελική ταχύτητα
3. Σχέση μεταξύ ταχύτητας και μετατόπισης:
* Τυποποιημένη εξίσωση:V² =U² + 2AS
* Ελεύθερη πτώση: v² =u² + 2gs
Βασικά σημεία για να θυμάστε
* κατεύθυνση: Να είστε ενήμεροι για την κατεύθυνση της κίνησης και τη σύμβαση σημείων που χρησιμοποιείται για την μετατόπιση, την ταχύτητα και την επιτάχυνση.
* Αντίσταση αέρα: Σε σενάρια πραγματικού κόσμου, η αντίσταση στον αέρα επηρεάζει σημαντικά την κίνηση της πτώσης των αντικειμένων. Οι παραπάνω εξισώσεις παρέχουν ένα απλοποιημένο μοντέλο.
* Παραλλαγές: Οι εξισώσεις μπορούν να τροποποιηθούν για να ληφθούν υπόψη διαφορετικές αρχικές συνθήκες, όπως ένα αντικείμενο που ρίχνεται προς τα πάνω.
Παράδειγμα
Ας πούμε ότι ρίχνετε μια μπάλα ευθεία προς τα πάνω με μια αρχική ταχύτητα 10 m/s. Θέλουμε να βρούμε την μετατόπιση του μετά από 2 δευτερόλεπτα:
* U =10 m/s (θετικό, καθώς είναι προς τα πάνω)
* t =2 s
* G =-9,8 m/s2 (αρνητικό, καθώς ενεργεί προς τα κάτω)
Χρησιμοποιώντας την εξίσωση S =UT + ½GT², παίρνουμε:
* s =(10 m/s) (2 s) + ½ (-9,8 m/s2) (2 s) ²
* s =20 m - 19,6 m
* S =0,4 m
Αυτό σημαίνει ότι η μπάλα θα είναι 0,4 μέτρα πάνω από την αρχική θέση της μετά από 2 δευτερόλεπτα.
Ενημερώστε με αν θέλετε περισσότερα παραδείγματα ή έχετε συγκεκριμένα σενάρια που θα θέλατε να εξερευνήσετε!
