Spadek swobodny - opis spadania ciała
Ciało puszczone z pewnej wysokości spada pod wpływem siły ciężkości. Zjawisko to nazywamy spadkiem swobodnym.
W czasie spadku bez oporu powietrza:
- przyspieszenie jest stałe
- prędkość ciała rośnie
Oznacza to, że ruch jest jednostajnie przyspieszony.
Przyspieszenie tego ruchu na Ziemi wynosi g = 9,81 m/s2.
W rzeczywistych warunkach ziemskich ruch bez oporu powietrza zdarza się rzadko. Jednak dla w miarę ciężkich, niedużych, niezbyt szybko poruszających się ciał (np. skaczący człowiek, spadająca z niedużej wysokości moneta, czy kamień) przyspieszenia i prędkości ruchu są prawie takie jak dla idealnego spadku swobodnego. Dla tych ciał wpływ oporu powietrza jest nieznaczny. Jednak dla kulki papierowej czy styropianowej nie możemy stosować przybliżenia ruchu jednostajnie przyspieszonego. Ogólnie powiedzieć można, że duże, lekkie ciała spadają nie ze stałym lecz z malejącym przyspieszeniem.
Wzory na spadek swobodny
Przyjmując konwencję, że dodatni jest zwrot do góry, obowiązują następujące wzory na spadek swobodny bez oporu powietrza:
| wielkość |
wzór |
uwagi |
| położenie y
(wysokość, droga) |
|
- y - wysokość liczona od położenia zero
- H0 - wysokość początkowa
- g - przyspieszenie ziemskie
- t - czas ruchu liczony od chwili puszczenia ciała (wzór obowiązuje tylko do momentu upadku)
|
| prędkość
(y-owa, pionowa) |
v = - g t |
V - prędkość ruchu
Prędkość jest tu ujemna, bo jest skierowana w dół (kierunek w górę przyjęliśmy umownie jako dodatni) |
| przyspieszenie |
a = - g |
przyspieszenie jest ujemne bo jest skierowane w dół (konwencja znaku osi) |
|
...cała wiedza to fizyka, reszta to filatelistyka...
