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 dźwięku w powietrzu.

Dla obliczenia czasu rozchodzenia się dźwięku 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 dźwięku wynosi około 330 metrów na sekundę. Dźwięk 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

Budowa atomu - Ile jest elektronów, nukleonów, protonów w atomie konkretnego pierwiastka?

Praca mechaniczna stałej siły - przykłady obliczeń.

Energia mechaniczna ciała - przykłady wykorzystania zasady zachowania

Energia kinetyczna ciała - przykłady obliczeń

Przykłady obliczania siły dośrodkowej. Zestawy przykładów uwzględniające różne wartości masy ciał, prędkości ruchu po okręgu i promienia tego okręgu.

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

Energia potencjalna grawitacyjna w jednorodnym polu grawitacyjnym

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

Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)

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?