Свободное падение тел

13. Свободное падение тел При движении тела по наклонной плоскости, мы наблюдаем прямолинейное равноускоренное   движение.   Изменяя   угол   наклона   желоба,   по   которому скатывается шар, мы замечаем, что с увеличением угла наклона скорость движения шара увеличивается. Продолжая увеличивать угол наклона, мы постепенно придем к случаю, когда тело падает перпендикулярно поверхности Земли. Такое падение называется   свободным,   и   оно   обусловлено   только   земным   притяжением.   Тело, брошенное вертикально вверх, так же движется равноускорено. Изучением свободного падения тел занимался Галилео Галилей, еще в конце шестнадцатого века он установил, что такое движение является равноускоренным (то   есть   с   ускорением),   поскольку   закономерности,   установленные   для равноускоренного   движения   шара   по   наклонной   плоскости,   справедливы   и   для свободного   падения   тела.   Он   так   же   установил,   что   ускорение   направлено вертикально   вниз.   Ускорение,   которое   приобретает   тело   во   время   свободного падения, называют ускорение свободного падения. Вычисления показывают, что по модулю оно равно 9, 8 м/с2. Особенно удивительно, что ускорение свободного падения одинаково для всех тел.  То есть все тела при падении приобретают одно и то же ускорение. Вы возразите, ведь ваш жизненный опыт подсказывает, что бросив, например, одновременно перышко и гвоздь, гвоздь окажется на земле гораздо раньше. Такое различие объяснить легко. Нас окружает не вакуум, а воздушное пространство, воздух оказывает значительное действие на все предметы. То есть при движении тела,   сопротивления   воздуха   ему   противодействует.   Если   для   небольших   и тяжелых тел, это изменение незначительно, то для легкого перышка оно создает существенное препятствие, значительно уменьшая ускорение.  Если убрать воздух, то есть создать вакуум (безвоздушное пространство), то все тела будут приобретать одинаковое ускорение. Если сбросить их с одной и той же высоты, то они упадут на поверхность Земли одновременно. Убедиться в этом нам поможет установка, которая получила название трубкаНьютона.   Поместив   в   трубку   свинцовую   дробинку,   пробку   и   перо,   закатываем трубку. В ней, кроме названных предметов, так же находится воздух. Перевернув трубку, замечаем, что тела упали последовательно дробь, пробка, перо. С помощью насоса откачиваем воздух и повторяем опыт – тела падают одновременно.  Ускорение свободного падения обозначают буквой     (жэ).  Запомним, что величина ускорения свободного падения постоянна и равна 9,8 метров на секунду в квадрате.  Это число вычислено, конечно, с гораздо большей точность, однако в данном  курсе  физики  такая  точность  не  нужна.  И  при  решении  задач,  обычно, допускают приближенное значение свободного ускорения – 10 метров на секунду в квадрате.  Ускорение свободного падения векторная величина, и она направлена всегда вниз. При движении с ускорением скорость тела постоянно возрастает, причем за каждую   секунду   скорость  тела   увеличивается   на 9,8  м/с.  Двигаясь  вверх,   тело движется с убывающий скоростью. При решении задач, будем пользоваться теми же формулами, которые были ,ɑ справедливы   и   для   равноускоренного   движения.   Только   вместо   буквы   обозначающей ускорение, будет буква  Задача. Определите, одинаковое ли ускорение свободного падения, в следующих случаях:   первое   тело   брошено   вниз   без   начальной   скорости,   второе   вниз   с , ускорение свободного падения. начальной скоростью, третье брошено вверх.  Ускорение свободного падения во всех трех случаях одинаково и не зависит от того, каким образом и с какой начальной скоростью тело падает вниз. Задача. За какое время мяч, падающий без начальной скорости, пройдет путь 20м?  Запишем краткое условие. Путь,   пройденный   телом,   в   случае   свободного   падения,   обозначим   как     (аш) (высота).   Ускорение   свободного   падения   величина   постоянная,   при   решении задачи, ее можно принять равной 10 м/с2  (метров на секунду в квадрате). Найдемвремя. Для решения запишем формулу равноускоренного движения тела без начальной скорости, заменив путь буквой   (поскольку по условии задачи пройденный путь равен высоте поднятия тела над землей), ускорение в нашем случае обозначается буквой  , так как это есть ускорение свободного падения.  Выразим из этой формулы   – время. Оно равно квадратному корню из отношения два аш деленое на жэ. Подставляя в формулу известные величины, получаем ответ 2с. Дано: Решение: , , . Найти: t­? Ответ: 2с.