![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Введение. Свободное падение — это равноускоренное движение под действием силы тяжести
Свободное падение — это равноускоренное движение под действием силы тяжести. На поверхности Земли (на уровне моря) ускорение свободного падения меняется от 9, 81 м/с² на полюсах до 9, 78 м/с² на экваторе.В частности, парашютист в течение нескольких первых секунд прыжка находится практически в свободном падении.Свободное падение возможно на поверхности любого тела, обладающего достаточной массой (планеты и их спутники, звёзды, и т. п.).Во время свободного падения какого-либо объекта этот объект находится в состоянии невесомости (как если бы он находился на борту космического аппарата, движущегося по околоземной орбите). Данное обстоятельство используется, например, при тренировке космонавтов: самолёт с космонавтами набирает большую высоту и пикирует, находясь в течение нескольких минут в состоянии свободного падения; космонавты и экипаж самолёта при этом испытывают состояние невесомости. Скорость тела в любой момент времени Если взять стальной шар, футбольный мяч, развернутую газету, птичье перо и все эти разнородные предметы сбросить с высоты в несколько метров и тем или иным способом измерить их ускорения, то мы увидим, что ускорения этих тел различны. Но это объясняется лишь тем, что на пути к земле телам приходится проходить сквозь воздух, который мешает их движению. Если бы тела падали в трубе, из которой воздух удален, то их ускорения оказались бы одинаковыми. Такой опыт можно провести с помощью толстостенной стеклянной трубки длиной около 1 м, один конец которой запаян, а другой снабжен краном (рис. 1, а). Поместим в трубку три разных предмета, например: дробинку, пробку и птичье перо. Затем быстро перевернем трубку. Все три тела упадут на дно трубки, но в разное время: сначала дробинка, затем пробка и, наконец, перо. Но это в том случае, когда в трубке имеется воздух. Стоит только воздух откачать насосом (рис. 1, б) и, закрыв после откачки кран, снова перевернуть трубку (рис. 1, в), и мы увидим, что все три тела упадут одновременно. Следовательно, в вакууме все тела падают с одинаковым ускорением. Падение тел, наблюдаемое нами в повседневной жизни, строго говоря, не является свободным, поскольку помимо силы тяжести на тела действует сила сопротивления воздуха. Но если сила сопротивления пренебрежимо мала по сравнению с силой тяжести, то движение тела очень близко к свободному (как, например, при падении маленького тяжелого гладкого шарика). Тела падают свободно в безвоздушном пространстве, например, внутри сосуда, из которого откачан воздух. Поскольку сила тяжести, действующая на каждое тело вблизи поверхности земли, постоянна, то свободно падающее тело должно двигаться с постоянным ускорением, т. е. равноускоренно (это вытекает из второго закона Ньютона). Свободное падение описывается теми же формулами, что и любое равноускоренное движение.
Например, при падении из состояния покоя проекции векторов скорости и перемещения рассчитываются по формулам vx = axt, то
|