Свободное падение — это движение тела под воздействием только силы гравитации, без учета сопротивления воздуха. Скорость тела, падающего под действием силы тяжести, увеличивается по мере его приближения к поверхности Земли.
Основные законы, описывающие свободное падение, основаны на уравнениях Ньютона и включают ускорение свободного падения, обозначаемое как ( g ), со средним значением около ( 9.81 \, м/с2 ) на поверхности Земли.
Формулы для расчета скорости и перемещения
Скорость во время свободного падения определяется как:
[
v = g \cdot t
]
где:
- ( v ) — скорость (м/с),
- ( g ) — ускорение свободного падения (м/с²),
- ( t ) — время падения (с).
Перемещение или расстояние, пройденное телом за время ( t ) при свободном падении без начальной скорости, определяется формулой:
[
s = \frac{1}{2} g t2
]
где:
Учитывая сопротивление воздуха
Теоретические расчеты предполагают, что сопротивление воздуха отсутствует. Однако в реальных условиях сопротивление воздуха действует на падающее тело и со временем уменьшает его ускорение, пока тело не достигнет максимальной скорости, называемой конечной скоростью.
Свободное падение раскрывает фундаментальные принципы динамики и показывает, как силы, такие как гравитация, влияют на движение объектов. Понимание этого явления является основой для более сложных изучений в области физики движения.
Категория: Физика
Теги: кинематика, свободное падение, ускорение тяжести