Свободное падение тел. Опыты Галилея.

г. Москва, Восточный округ.АНО ОО "Русская Международная Школа" . (Ловцова Анжелика Фёдоровна-учитель физики и астрономии).

Свободное падение тел
Аксельруд
Что же падает быстрее -Пуд или монета?Отвечайте же скорее,Тут сомнений нету.Все немедленно соврут:Упадет быстрее пуд.Он, мол, дескать, тяжелее,Вот и падает скорее.Да, в шестнадцать тысяч раз??Раньше  упадет  на час?У людей всех поколенийЗатесался червь сомнений,Вот и вечный ГалилейОказался всех мудрей.Он угадывать не стал,С башни камешки бросал,Камешки различных массВсе попадали тотчасС башни, что стоит наклонно,Падали одновременно,Все упали с ускореньемДа, свободного паденья!Примечание:  скорость  всякого (да, всякого)  тела,  падающего на Землю,  увеличивается  каждую  секунду  приблизительно  на  10 м/ с. В нашей  жизни стало моднымПадать иногда  свободно.Лучше  всё  же   умно житьИ не падать, а парить.

В ньютоновской физике, свободное падение - это любое движение тела, при котором гравитация является единственной силой, действующей на него. В контексте общей теории относительности, где гравитация сводится к искривлению пространства-времени, на тело в свободном падении не действует никакая сила.

Объект в техническом смысле термина "свободное падение" не обязательно может падать в обычном смысле этого термина. Объект, движущийся вверх, обычно не считается падающим, но если на него действует только сила тяжести, говорят, что он находится в свободном падении. Таким образом, Луна находится в свободном падении вокруг Земли, хотя ее орбитальная скорость удерживает ее на очень удаленной орбите от поверхности Земли.

В примерно однородном гравитационном поле гравитация действует на каждую часть тела примерно одинаково. Когда нет других сил, таких как нормальная сила, действующая между телом (например, астронавтом на орбите) и окружающими его объектами, это приводит к ощущению невесомости, состоянию, которое также возникает, когда гравитационное поле слабое (например, когда вы находитесь вдали от любого источника гравитации).

Термин "свободное падение" часто используется более свободно, чем в строгом смысле, определенном выше. Таким образом, падение в атмосфере без раскрытого парашюта или подъемного устройства также часто называют свободным падением. Аэродинамические силы сопротивления в таких ситуациях препятствуют созданию полной невесомости, и, таким образом, "свободное падение" парашютиста после достижения предельной скорости создает ощущение, что вес тела поддерживается воздушной подушкой.

Как тела разной массы падают на землю?

Какое движение называется
равноускоренным ?

Определение ускорения.
Физический смысл ускорения.

Формула проекции скорости при
равноускоренном движении

Формула проекции перемещения
при равноускоренном движении

Формула координаты
при равноускоренном движении

х

х

х

х

0

0

0

0

равноускоренное

равноускоренное

равнозамедленное

равнозамедленное

g

Равноускоренное
движение

Свободное
падение

Анализируем рисунок

Работаем с формулами

0

График vу(t)
(ось ОУ направлена)

График ау(t)
(ось ОУ направлена)

Равноускоренное
движение

Тело брошено вертикально вверх

Анализируем рисунок

Работаем с формулами

0

Важно помнить: в верхней точке v=0, и

График vу(t)

График у(t)

(ось ОУ направлена)

Задача
Тело падает с высоты 45 м без начальной скорости. Какой путь пройдет тело за последнюю секунду?

Задача 2
Из арбалета вертикально вверх выпустили стрелу с начальной скоростью 50 м/с . Через какое время стрела упадет на землю?

х

a

g

т.е. вдоль оси ОХ тело
движется равномерно
(т.к. нет ускорения)
с постоянной скоростью,
равной
проекции начальной
скорости на ось ОХ

Т.о. при рассмотрении движения вдоль оси ОХ нужно пользоваться формулами, полученными для равномерного движения

Вдоль оси ОХ тело движется равномерно
с постоянной скоростью, равной
проекции начальной скорости на ось ОХ

a

х

a

g

Вдоль оси ОУ тело
движется равнозамедленно,
подобно телу, брошенному вертикально вверх
со скоростью, равной проекции начальной скорости на ось ОУ

Таким образом, применимы формулы, которые мы использовали ранее для равноускоренного движения по вертикали

x

a

Вдоль оси ОУ тело движется равнозамедленно,
подобно телу, брошенному вертикально вверх со скоростью, равной проекции начальной скорости
на ось ОУ

x

a

Некоторые зависимости между величинами
при движении под углом к горизонту
(баллистическом движении)

Время полета в 2 раза
больше времени
подъема тела на
максимальную высоту

Дальность полета при одной и той же начальной скорости зависит от угла

a

Дальность полета максимальна, когда максимален sin2a.
Максимальное значение синуса равно единице при угле 2a=900,
откуда a = 450

Для углов, дополняющих друг друга до 900 дальность полета одинакова

Анализируем рисунок:

тело движется равномерно
с постоянной скоростью, равной проекции начальной скорости на ось ОХ

Тело свободно падает с высоты h .

Именно поэтому, применимы формулы для свободного падения:

g

С каким ускорением движется тело, брошенное
горизонтально?

Что общего в движении тел, брошенных вертикально и под углом к горизонту?

Три тела брошены так: первое – вниз без начальной
скорости, второе – вниз с начальной скоростью,
третье – вверх.
Что можно сказать об ускорениях этих тел?

Тяжелый предмет подвешен на веревке к воздушному шару, равномерно поднимающемуся с некоторой скоростью.
Каково будет движение предмета, если веревку перерезать?

Кикоин А. К. Вращение Земли и ускорение свободного падения //Квант. – 1984. – № 1. – С. 32–34.
Кикоин И. К., Кикоин А. К. Физика: Учебник для 9 класса средней школы. – М.: Просвещение, 1992.
Сивухин Д. В. Общий курс физики. – М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 2005. – Т. 1. Механика. – С. 372.
Смородинский Я. Закон всемирного тяготения //Квант. – 1990. – № 12. – С. 8–13; 51.
Физика: Механика. 10 кл.: Учебник для углубленного изучения физики / под ред. Г. Я. Мякишева. – М.: Дрофа, 2019.
Интернет-портал «class-fizika.narod.ru»
Интернет-портал «100ballov.kz»
Интернет-портал «eduspb.com»
https://stihi.ru/2018/09/27/1816?ysclid=lnqxm69wr9870532776