Strona na telefon

317. Kinematyka. Spadek swobodny.

Spadek swobodny.


Zadanie


Ciało (kamień) spada swobodnie w głąb studni o głębokości 45 metrów.
Jak długo będzie trwać spadek?
Po jakim czasie usłyszymy plusk kamienia uderzającego w powierzchnię wody?

Mechanika.

Kinematyka.

Spadek swobodny.

Przyspieszenie ziemskie.

Opory ruchu.


Spadek swobodny to ruch ciała puszczonego swobodnie w polu grawitacyjnym bez obecności innych ciał (np. powietrza).

Spadek swobodny jest ruchem:

- prostoliniowym;

- z zerową prędkością początkową;

- o stałym przyspieszeniu.

Za spadek swobodny możemy uważać spadek ciał o małych rozmiarach lecz dużych masach blisko powierzchni Ziemi.

Oznacza to, że ciało może spadać:

- z wieży mającej wierzchołek nad powierzchnią Ziemi;

- z powierzchni Ziemi w głąb Ziemi (do szybu, studni, do przepaści);

- w sytuacji pośredniej do podanych.

Każdy ruch prostoliniowy jednostajnie przyspieszony możemy opisać za pomocą następujących równań

Każdy ruch prostoliniowy jednostajnie przyspieszony możemy opisać za pomocą następujących równań

W zadaniach trzeba czasami obliczyć inne wielkości niż wysokość h, np. czas lub prędkość końcową.

Przykład


Ciało (kamień) spada swobodnie w głąb studni o głębokości 45 metrów.
Jak długo będzie trwać spadek?
Po jakim czasie usłyszymy plusk kamienia uderzającego w powierzchnię wody?

Ciało (kamień) spada swobodnie w głąb studni o głębokości 45 metrów. Jak długo będzie trwać spadek?

Plusk wody usłyszymy po czasie równym sumie:

- czasu spadku ciała;

- czasu rozchodzenia się dĽwięku w powietrzu.

Dla obliczenia czasu rozchodzenia się dĽwięku musimy znać warunki panujące w studni.

Założymy, że są tam warunki normalne:

- ciśnienie 101325Pa (1013,25hPa);

- temperatura 0 stopni Celsjusza (273K).

W takich warunkach prędkość dĽwięku wynosi około 330 metrów na sekundę. DĽwięk potrzebuje więc około 0,14 sekundy na dotarcie do otworu studni. Razem daje to czas około 3,1 – 3,2 sekundy. Aby obliczyć ten czas dokładniej trzeba uwzględnić wartość przyspieszenia ziemskiego równą około 9,81 metra na sekundę do kwadratu a nie 10 metrów na sekundę do kwadratu.

Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

Rozwiązane zadania z kinematyki

Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.

Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.

Rozwiązanie

Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.

Z miasta A do B samochód przemieszczał się ze średnią szybkością v1=80 km/h. Drogę powrotną przebył z szybkością średnią v2=50 km/h. Jaka była średnia szybkość samochodu w czasie całej jazdy (czasu postoju nie wliczamy)?

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?