Spadek swobodny – powtórka przed maturą

Spadek swobodny

Ruch ciała pod wpływem grawitacji z pominięciem oporu powietrza.

Przyspieszenie grawitacyjne

$\displaystyle g = 9,81 \, m/s^2$ w pobliżu powierzchni Ziemi.

Ruch jednostajnie przyspieszony

Ruch, w którym przyspieszenie jest stałe, np. spadek swobodny.

Czas spadku

Czas, przez który ciało spada, zależy od wysokości: $\displaystyle t = \frac{1}{2}gt^2$.

Wysokość spadku

Można ją obliczyć ze wzoru: $\displaystyle h = \frac{1}{2}gt^2$.

Masa a spadek

Masa ciała nie wpływa na czas spadku w próżni.

Wzór na prędkość końcową

$\displaystyle v = gt$, gdzie $\displaystyle v$ to prędkość końcowa.

Energia kinetyczna

$\displaystyle E_k = \frac{1}{2}mv^2$, wzrasta podczas spadku.

Ruch paraboliczny

Spadek swobodny jest częścią ruchu parabolicznego ciała.

Zasada nieoznaczoności

Nie wpływa na spadek swobodny, dotyczy zjawisk kwantowych.

Prawa Newtona

Pierwsze prawo wyjaśnia ruch ciał pod wpływem sił, w tym grawitacji.

Ciała w próżni

Wszystkie ciała spadają z tą samą prędkością w próżni.

Grawitacja

Siła przyciągająca między masami, odpowiedzialna za spadek swobodny.

Równanie ruchu

Ogólne równanie: $\displaystyle s = vt + \frac{1}{2}at^2$.

Zastosowania spadku swobodnego

Analiza ruchu obiektów w budownictwie, sportach, eksperymentach.

Przykład spadku swobodnego

Rzucenie kamienia z wysokości, czas spadku zależy od wysokości.

Wzór na czas spadku

Zależność: $\displaystyle t = \frac{ ext{sqrt}(2h)}{g}$.

Prawda czy fałsz: Spadek swobodny zachodzi w atmosferze.

Fałsz, ponieważ opór powietrza wpływa na ruch.

Prędkość końcowa a wysokość

Wyższa wysokość skutkuje większą prędkością końcową.

Droga spadku

Ciało spada w kierunku Ziemi, maksymalna droga to wysokość początkowa.

Porównanie spadku w próżni i w atmosferze

W próżni jest to czas bez oporu, w atmosferze z oporem powietrza.

Jak obliczyć prędkość na końcu spadku?

Użyj wzoru: $\displaystyle v = ext{sqrt}(2gh)$.

Czas spadku z wysokości 20 m

Oblicz: $\displaystyle t = ext{sqrt}(\frac{2 imes 20}{9.81})$.

Zjawisko swobodnego spadku

Wynika z działania grawitacji na ciała na Ziemi.

Oporność powietrza

Wpływa na spadek ciał, zwłaszcza lekkich i oporowych.

Ciała o różnych masach

Spadają z tą samą prędkością w próżni, zgodnie z zasadą Galileusza.