Свободное падение тел

1.

Учебный материал по физике для 9 и 10 классов

2.

Свободное падение – это движение тела
только под влиянием притяжения к Земле
при отсутствии действия других сил.
Ускорение свободного падения g≈9,8 м/с2
одинаково для всех тел, направлено вниз к
центру Земли.

3.

GM земли mтела
FТЯЖ
R2
Fтяж mтела g
GM земли
g
2
(R земли h)
Числовое значение g зависит от:
Радиуса Земли (географической широты
местности) – чем Rз↑ тем g ↓
Высоты тела над поверхностью Земли.

4.

• В условиях Земли падение тел считается условно
свободным, т.к. при падении тела в воздушной
среде всегда возникает еще и сила
сопротивления воздуха.
• На поверхности Земли (на уровне моря) ускорение
свободного падения меняется от 9,81 м/с² на полюсах
до 9,78 м/с² на экваторе.
• Во время свободного падения какого-либо объекта
этот объект находится в состоянии невесомости. Его
вес равен нулю, так как он не оказывает давления
на опору или подвес.

5.

• Знаменитая «падающая» башня
— это колокольня собора в
городе Пизе. Башня достигает в
высоту 55 метров.
• В 1564 году в Пизе родился
Галилео Галилей, будущий
знаменитый ученый. Судя по его
собственным рассказам, он
использовал Пизанскую башню
для своих опытов. С верхнего ее
этажа он бросал различные
предметы, чтобы доказать, что
скорость падения не зависит от
веса падающего тела.

6.

• Прост и убедителен опыт,
проведённый впервые
Ньютоном. Дробинку, кусочек
пробки и перо помещают в
стеклянную трубку, из которой
выкачан воздух. После
переворачивания трубки все
предметы достигают дна
одновременно. Следовательно,
они падают с одинаковым
ускорением.

7.

• В условиях идеального
падения падающие с
одинаковой высоты тела
достигают поверхности
Земли, обладая
одинаковыми скоростями и
затрачивая на падение
одинаковое время.

8.

Виды свободного падения тел
Тело падает с некоторой высоты без
начальной скорости
Тело брошено вертикально вверх
Тело брошено горизонтально
Тело брошено под углом к горизонту

9.

Тело падает с высоты h без начальной
скорости
v0 0
y0 0
yк h
ay g
g( )
v0 0
v y v0 y a y t v gt
a yt 2
gt 2
S y v0 y t
h
2
2
2
v 2 v2
v
y
0y
Sy
h
2a y
2g
v( )
Sy h( )
y
Sy
v y v0 y
2
vt
t h
2

10.

Тело брошено вертикально вверх
y
y0 0
yк h
ay g
vк 0
g( )
v( )
Sy h( )
v0 ( )
vy v0 y a y t v v0 gt
a yt 2
gt 2
S y v0 yt
h v0t
2
2
2
v 2 v2
v
y
0y
Sy
h 0
2a y
2g
Sy
vy v0 y
2
v
0t
t h
2

11.

Движение тела, брошенного горизонтально
v0
x
vx
v
vy
g
Движение рассматривается отдельно по
оси OX и по оси OY. Затем составляется
система уравнений.
OX:
движение равномерное
ax 0 vx v0 const,
S x v0t, x x0 v0t x0 Sx
y
v v 2 v2
x
y
Траекторией тела
является участок
параболы.
OY:
движение равноускоренное
v0 y 0, a y g
vy v0 y a y t vy gt
a yt 2
gt 2
S y v0 yt
Sy h
2
2

12.

Движение тела, брошенного под углом к горизонту
y
vx
g
v0y
Движение рассматривается отдельно
по оси OX и по оси OY. Затем
составляется система уравнений.
v0
vy
v
OX:
v0x
v v2x v2y
Траекторией тела
является участок
параболы.
x
OY:
движение равномерное
ax 0 vx v0 x v0 cos const,
S x vxt v0 cos t, x x0 S x
движение равноускоренное
v0 y v0 sin ,ay g
vy v0 y a yt vy v0 sin gt
a yt 2
gt 2
S y v0 yt
S y v0 sin t
2
2

13.

Движение тела, брошенного под углом к горизонту
Время подъёма тела и время полёта:
0 v0 sin gt gt v0 sin
В верхней точке vy 0
t подъёма t падения
v0 sin
g
2v0 sin
tполёта
g
Дальность полёта:
2v0 sin v02 sin 2
S x (tполёта ) v0 cos tполёта v0 cos
g
g
450 sin 2 1 S
полёта
max
Наибольшая высота подъёма тела:
v02 sin2
S y max S y (tподъёма )
2g