Падение камня и изменение его скорости
Когда камень падает вертикально вниз, он находится под действием силы тяжести, которая обеспечивает ускорение его падения — это стандартное ускорение свободного падения, равное ( g \approx 9,8 \text{ м/с}2 ) на поверхности Земли.
Ускорение и скорость
Когда камень падает свободно без сопротивления воздуха, его ускорение остается постоянным и равно ( g ). Скорость камня при этом будет увеличиваться линейно с течением времени, так как на него постоянно действует ускорение. Если камень бросить вниз с начальной скоростью ( v_0 ), то его скорость в любой момент времени ( t ) можно выразить как:
[
v(t) = v_0 + gt
]
При свободном падении, если не учитывать начальную скорость и сопротивление воздуха, конечная скорость камня будет достигнута только при столкновении с поверхностью.
Влияние сопротивления воздуха
Если учесть сопротивление воздуха, то картина меняется. На определенной высоте камень получит максимальную скорость, называемую предельной скоростью. Это происходит, когда сила тяжести уравновешивается силой сопротивления воздуха, и ускорение камня становится равным нулю. В таком случае скорость камня больше не возрастает и остается постоянной.
Таким образом, скорость падения камня будет постоянно увеличиваться только при отсутствии сопротивления воздуха. На практике же сопротивление определит предельную скорость падения.
Категория: Физика
Теги: механика, свободное падение, гравитация