Si të përcaktohet koha e rënies së trupit. Rënia e lirë e trupave

Rënia e lirë është lëvizja e trupave vetëm nën ndikimin e gravitetit të Tokës (nën ndikimin e gravitetit)

Në kushtet e tokës, rënia e trupave konsiderohet e lirë me kusht, sepse kur një trup bie në mjedisi ajror Ekziston gjithashtu gjithmonë një forcë e rezistencës së ajrit.

Një rënie e lirë ideale është e mundur vetëm në një vakum, ku nuk ka rezistencë ajri, dhe pavarësisht nga masa, dendësia dhe forma, të gjithë trupat bien njësoj shpejt, d.m.th. në çdo moment trupat kanë të njëjtën shpejtësi të menjëhershme dhe nxitimi.

Ju mund të vëzhgoni rënien e lirë ideale të trupave në një tub Njuton nëse nxirrni ajrin nga ai duke përdorur një pompë.

Në arsyetimin e mëtejshëm dhe gjatë zgjidhjes së problemeve, ne neglizhojmë forcën e fërkimit në ajër dhe marrim parasysh rënien e trupave në kushtet tokësore krejtësisht falas.

SHPEJTIMI I GRAVITETIT

Në rënie të lirë, të gjithë trupat pranë sipërfaqes së Tokës, pavarësisht nga masa e tyre, fitojnë të njëjtin nxitim, të quajtur nxitim. rënia e lirë.
Simboli nxitimi i rënies së lirë - g.

Përshpejtimi i gravitetit në Tokë është afërsisht i barabartë me:
g = 9,81m/s2.

Përshpejtimi i gravitetit është gjithmonë i drejtuar drejt qendrës së Tokës.

Pranë sipërfaqes së Tokës, madhësia e forcës së gravitetit konsiderohet konstante, prandaj rënia e lirë e një trupi është lëvizja e një trupi nën ndikim forcë konstante. Prandaj, rënia e lirë është lëvizje e përshpejtuar në mënyrë uniforme.

Vektori i gravitetit dhe nxitimi i gravitetit të krijuar prej tij drejtohen gjithmonë në të njëjtën mënyrë.

Të gjitha formulat për lëvizje e përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme i zbatueshëm për trupat që bien të lirë.

Madhësia e shpejtësisë gjatë rënies së lirë të një trupi në çdo kohë:

lëvizjet e trupit:

Në këtë rast, në vend të përshpejtimit A, nxitimi i gravitetit futet në formulat për lëvizje të përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme g=9.8m/s2.

Në kushtet e një rënie ideale, trupat që bien nga e njëjta lartësi arrijnë në sipërfaqen e Tokës, duke pasur të njëjtat shpejtësi dhe duke kaluar të njëjtën kohë duke rënë.

Në një rënie të lirë ideale, trupi kthehet në Tokë me një shpejtësi të barabartë me madhësinë e shpejtësisë fillestare.

Koha kur trupi bie është e barabartë me kohën kur ai lëviz lart nga momenti i hedhjes derisa të ndalet plotësisht në pika më e lartë fluturimi.

Vetëm në polet e Tokës trupat bien rreptësisht vertikalisht. Në të gjitha pikat e tjera të planetit, trajektorja e një trupi që bie lirshëm devijon në lindje për shkak të forcës Cariolis që lind në sistemet rrotulluese (d.m.th., ndikimi i rrotullimit të Tokës rreth boshtit të saj ndikohet).

A E DINI

ÇFARË ËSHTË RËNIA E TRUPAVE NË KUSHTET REAL?

Nëse qëlloni një armë vertikalisht lart, atëherë, duke marrë parasysh forcën e fërkimit me ajrin, një plumb që bie lirshëm nga çdo lartësi do të fitojë një shpejtësi prej jo më shumë se 40 m/s në tokë.

NË kushte reale Për shkak të pranisë së forcës së fërkimit kundër ajrit, energjia mekanike e trupit shndërrohet pjesërisht në energji termike. Si rezultat, lartësia maksimale e ngritjes së trupit rezulton të jetë më e vogël se sa mund të jetë kur lëvizni brenda hapësirë ​​pa ajër, dhe në çdo pikë të trajektores gjatë zbritjes shpejtësia rezulton të jetë më e vogël se shpejtësia në ngjitje.

Në prani të fërkimit, trupat në rënie kanë një nxitim të barabartë me g vetëm në momenti i fillimit lëvizjet. Me rritjen e shpejtësisë, nxitimi zvogëlohet dhe lëvizja e trupit tenton të jetë uniforme.

BËJENI VETË

Si sillen trupat që bien në kushte reale?

Merrni një disk të vogël prej plastike, kartoni të trashë ose kompensatë. Pritini një disk me të njëjtin diametër nga letra e zakonshme. Ngrini lart, duke i mbajtur brenda duar të ndryshme, në të njëjtën lartësi dhe lëshojeni në të njëjtën kohë. Një disk i rëndë do të bjerë më shpejt se një i lehtë. Kur bie, çdo disk ndikohet njëkohësisht nga dy forca: forca e gravitetit dhe forca e rezistencës së ajrit. Në fillim të rënies, forca rezultante e gravitetit dhe forca e rezistencës së ajrit do të jenë më të mëdha për një trup me masë më të madhe dhe nxitimi i një trupi më të rëndë do të jetë më i madh. Ndërsa shpejtësia e trupit rritet, forca e rezistencës së ajrit rritet dhe gradualisht bëhet e barabartë në madhësi me forcën e gravitetit, trupat në rënie fillojnë të lëvizin në mënyrë të barabartë, por me me shpejtësi të ndryshme(një trup më i rëndë ka një shpejtësi më të madhe).
Ngjashëm me lëvizjen e një disku në rënie, mund të konsiderohet lëvizja e një parashutisti që bie poshtë kur kërcehet nga një aeroplan nga një lartësi e madhe.

Vendosni një disk letre të lehtë në një disk plastik ose kompensatë më të rëndë, ngrini në një lartësi dhe lëshojini në të njëjtën kohë. Në këtë rast ata do të bien në të njëjtën kohë. Këtu, rezistenca e ajrit vepron vetëm në diskun e poshtëm të rëndë, dhe graviteti u tregon trupave nxitime të barabarta pavarësisht nga masat e tyre.

Pothuajse një shaka

Fizikani parizian Lenormand, i cili jetoi në shekullin e 18-të, mori çadrat e zakonshme të shiut, siguroi skajet e foleve dhe u hodh nga çatia e shtëpisë. Më pas, i inkurajuar nga suksesi i tij, ai bëri një ombrellë të veçantë me një sedilje thurjeje dhe zbriti me nxitim nga kulla në Montpellier. Më poshtë ai ishte i rrethuar nga spektatorë entuziastë. Cili është emri i ombrellës tuaj? Parashutë! - u përgjigj Lenormand (përkthimi fjalë për fjalë i kësaj fjale nga frëngjishtja është "kundër rënies").

INTERESANTE

Nëse shponi nëpër Tokë dhe hidhni një gur atje, çfarë do të ndodhë me gurin?
Guri do të bjerë, duke goditur në mes të shtegut shpejtësi maksimale, më pas do të fluturojë me inerci dhe do të arrijë në anën e kundërt të Tokës, dhe të saj shpejtësia përfundimtare do të jetë i barabartë me atë fillestar. Përshpejtimi i rënies së lirë brenda Tokës është proporcional me distancën nga qendra e Tokës. Guri do të lëvizë si një peshë mbi një burim, sipas ligjit të Hooke. Nëse shpejtësia fillestare e gurit është zero, atëherë periudha e lëkundjes së gurit në bosht e barabartë me periudhën orbita e satelitit pranë sipërfaqes së Tokës, pavarësisht se si është gërmuar boshti i drejtpërdrejtë: përmes qendrës së Tokës ose përgjatë ndonjë korde.

Rënia e lirë është lëvizja e objekteve vertikalisht poshtë ose vertikalisht lart. Kjo është lëvizje e përshpejtuar në mënyrë uniforme, por lloji i saj i veçantë. Për këtë lëvizje vlejnë të gjitha formulat dhe ligjet e lëvizjes së përshpejtuar uniformisht.

Nëse një trup fluturon vertikalisht poshtë, atëherë ai përshpejtohet, në këtë rast vektori i shpejtësisë (i drejtuar vertikalisht poshtë) përkon me vektorin e nxitimit. Nëse një trup fluturon vertikalisht lart, atëherë ai ngadalësohet në këtë rast, vektori i shpejtësisë (i drejtuar lart) nuk përkon me drejtimin e nxitimit. Vektori i nxitimit gjatë rënies së lirë është gjithmonë i drejtuar vertikalisht poshtë.

Nxitimi gjatë rënies së lirë të trupave është vlerë konstante.
Kjo do të thotë se pavarësisht se cili trup fluturon lart ose poshtë, shpejtësia e tij do të ndryshojë njësoj. POR me një paralajmërim, nëse forca e rezistencës së ajrit mund të neglizhohet.

Nxitimi për shkak të gravitetit zakonisht shënohet me një shkronjë të ndryshme nga nxitimi. Por nxitimi dhe nxitimi gravitacional janë një dhe e njëjta gjë sasi fizike dhe ata kanë të njëjtën gjë kuptimi fizik. Ata marrin pjesë në mënyrë të barabartë në formulat për lëvizje të përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme.

Ne shkruajmë shenjën "+" në formula kur trupi fluturon poshtë (përshpejton), shenjën "-" - kur trupi fluturon lart (ngadalësohet)

Të gjithë e dinë nga tekstet shkollore fizikanët që në vakum një guralec dhe një pendë fluturojnë në të njëjtën mënyrë. Por pak njerëz e kuptojnë pse trupat janë në vakum pesha të ndryshme tokë në të njëjtën kohë. Çfarëdo që mund të thuhet, nëse janë në vakum apo në ajër, masa e tyre është e ndryshme. Përgjigja është e thjeshtë. Forca që shkakton rënien e trupave (graviteti), e shkaktuar nga fushë gravitacionale Tokat e këtyre trupave janë të ndryshme. Guri ka më shumë (që nga guri më shumë masë), në një pendë është më e vogël. Por këtu nuk ka asnjë varësi: sesa më shumë fuqi, ato më shumë përshpejtim! Le të krahasojmë, ne veprojmë me të njëjtën forcë në një kabinet të rëndë dhe një komodinë të lehtë. Nën ndikimin e kësaj force, komodina do të lëvizë më shpejt. Dhe në mënyrë që gardëroba dhe komodina të lëvizin në mënyrë të barabartë, është e nevojshme të ushtroni një forcë më të fortë në gardërobë sesa në komodinën. Të njëjtën gjë bën edhe Toka. Ajo tërheq trupat më të rëndë me forcë më të madhe se ato më të lehta. Dhe këto forca shpërndahen midis masave në atë mënyrë që të gjitha të bien në një vakum në të njëjtën kohë, pavarësisht nga masa.

Le të shqyrtojmë veçmas çështjen e rezistencës së ajrit në zhvillim. Le të marrim dy fletë identike letre. Ne do të thërrmojmë njërën prej tyre dhe në të njëjtën kohë do t'i lëshojmë. Një gjethe e thërrmuar do të bjerë në tokë më shpejt. Këtu kohë të ndryshme rënia nuk lidhet me peshën trupore dhe gravitetin, por shkaktohet nga rezistenca e ajrit.

Konsideroni një trup që bie nga një lartësi e caktuar h pa shpejtësi fillestare. Nëse boshti koordinativ Për të drejtuar op-amp lart, duke përafruar origjinën e koordinatave me sipërfaqen e Tokës, marrim karakteristikat kryesore të kësaj lëvizjeje.

Një trup i hedhur vertikalisht lart lëviz në mënyrë të njëtrajtshme me nxitimin e gravitetit. Në këtë rast, vektorët e shpejtësisë dhe nxitimit drejtohen në anët e kundërta, dhe moduli i shpejtësisë zvogëlohet me kalimin e kohës.

E RËNDËSISHME! Meqenëse ngritja e një trupi në lartësinë e tij maksimale dhe rënia pasuese në nivelin e tokës janë lëvizje absolutisht simetrike (me të njëjtin nxitim, vetëm njëra më e ngadaltë dhe tjetra e përshpejtuar), atëherë shpejtësia me të cilën trupi ulet do të jetë e barabartë me shpejtësinë. me të cilin u hodh lart. Në këtë rast, koha kur trupi ngrihet në lartësinë maksimale do të jetë e barabartë me kohën kur trupi bie nga kjo lartësi në nivelin e tokës. Kështu, e gjithë koha e fluturimit do të jetë dyfishi i kohës së ngritjes ose rënies. Shpejtësia e një trupi në të njëjtin nivel kur ngrihet dhe bie do të jetë gjithashtu e njëjtë.

Udhëzimet

Shndërroni lartësinë nga bie trupi në njësi SI - metra. Përshpejtimi për shkak të gravitetit është dhënë në librin e referencës tashmë të konvertuar në njësi të këtij sistemi - metra të ndarë me sekonda. Për Tokën në korsia e mesmeështë 9,81 m/s 2. Në disa detyra, tregohen planetë të tjerë, për shembull, Hëna (1.62 m/s2), Marsi (3.86 m/s2). Kur të dyja sasitë fillestare jepen në njësi SI, rezultati do të jetë në njësi të të njëjtit sistem - sekonda. Dhe nëse gjendja tregon peshën e trupit, injoroni atë. Ky informacion është i panevojshëm këtu, ai mund të citohet për të kontrolluar se sa mirë e dini.

Për të rënë, shumëzojeni lartësinë me dy, ndani me nxitimin për shkak të gravitetit dhe më pas merrni rrënjën katrore të rezultatit:

t=√(2h/g), ku t është koha, s; h - lartësia, m; g - nxitimi i rënies së lirë, m/s 2.

Detyra mund të kërkojë gjetjen e të dhënave shtesë, për shembull, rreth asaj se sa ishte shpejtësia e trupit në momentin që ai preku tokën ose në një lartësi të caktuar prej saj. NË rast i përgjithshëm llogaritni shpejtësinë si kjo:

Këtu paraqiten variabla të rinj: v - shpejtësia, m/s dhe y - lartësia, ku dëshironi të zbuloni shpejtësinë e rënies së trupit, m Është e qartë se kur h = y (d.m.th., në momentin fillestar të bie) shpejtësia është zero, dhe kur y = 0 (në momentin e prekjes së tokës, pak para se trupi të ndalojë), formula mund të thjeshtohet:

Pasi prekja e tokës tashmë ka ndodhur dhe trupi është ndalur, shpejtësia e rënies së tij është përsëri e barabartë me zero (përveç nëse, sigurisht, ai kthehet prapa dhe kërcehet përsëri).

Për të zvogëluar forcën e goditjes pas përfundimit të rënies së lirë, përdoren parashutat. Fillimisht, rënia është e lirë dhe ndodh në përputhje me ekuacionet e mësipërme. Pastaj hapet parashuta dhe ndodh një ngadalësim i qetë për shkak të rezistencës së ajrit, i cili tani nuk mund të neglizhohet. Modelet e përshkruara nga ekuacionet e mësipërme nuk zbatohen më, dhe rënia e mëtejshme e lartësisë ndodh ngadalë.

Marsi renditet i katërti për nga largësia nga Dielli dhe i shtati për nga madhësia e planetëve sistemi diellor. Ajo mori emrin e saj për nder të perëndisë së lashtë romake të luftës. Ndonjëherë Marsi quhet planeti i kuq: nuanca e kuqërremtë e sipërfaqes jepet nga oksidi i hekurit që gjendet në tokë.

Do t'ju duhet

• Teleskop amator ose dylbi të fuqishme

Udhëzimet

Konfrontimi midis Tokës dhe Marsi A
Kur Toka është pikërisht midis Diellit dhe Marsi ohm, d.m.th. në një distancë minimale prej 55.75 milionë km, ky raport quhet kundërshtim. Në të njëjtën kohë Marsiështë në drejtim përballë Diellit. Përballje të tilla përsëriten çdo 26 muaj në pika të ndryshme Toka dhe Marsi A. Këto janë momentet më të favorshme për të vëzhguar të kuqen në teleskopët amatore. Një herë në 15-17 vjet ndodhin konfrontime të mëdha: distanca për të Marsi por minimalisht, por vetë arrin maksimumin madhësia këndore dhe shkëlqim. Përballja e fundit e madhe ishte më 29 janar 2010. E ardhmja do të jetë 27 korrik 2018.

Kushtet e vëzhgimit
Nëse keni një teleskop amator, duhet të kërkoni Marsi në qiell në përballje. Detajet e sipërfaqes janë të disponueshme për vëzhgim vetëm gjatë këtyre periudhave, kur diametri këndor i planetit arrin vlera maksimale. I madh teleskop amator shumë në dispozicion detaje interesante në sipërfaqen e planetit, evolucioni sezonal i kapelave polare Marsi dhe gjithashtu shenja të stuhive të pluhurit marsian. Me një teleskop të vogël mund të shihni “njolla të errëta” në sipërfaqen e planetit. Ju gjithashtu mund të shihni mbulesa polare të akullit, por vetëm gjatë përballjeve të mëdha. Shumë varet nga përvoja e vëzhgimit dhe kushtet atmosferike. Pra, sa më e madhe të jetë përvoja e vëzhgimit, aq më i vogël mund të jetë teleskopi për të "kapur" Marsi dhe detajet e sipërfaqes së saj. Mungesa e përvojës nuk kompensohet gjithmonë me shtrenjtë dhe teleskop i fuqishëm.

Ku të shikoni
në mbrëmje dhe Marsi e dukshme në dritën e kuqe-portokalli, dhe në mes të natës në të verdhë. Në vitin 2011 Marsi mund të vërehet në qiell deri në fund të nëntorit. Deri në gusht, planeti është në yjësinë Binjake, e cila është në qiellin verior. ME Marsi të dukshme në yjësinë e Kancerit. Ndodhet midis yjësive të Luanit dhe Binjakëve.

Ju lutemi vini re

Nëse përvoja e vëzhgimit është e vogël, duhet të prisni periudhën e kundërshtimit.

Burimet:

• Marsi në 2019
• Marsi përmes një teleskopi në 2019

Për të gjetur nxitimi falas bie, hidhni një trup mjaft të rëndë, mundësisht metal, nga një lartësi e caktuar dhe shënoni kohën bie, më pas përdorni formulën për të llogaritur nxitimi falas bie. Ose matni forcën e gravitetit që vepron në trup masë e njohur dhe ndani vlerën e forcës me këtë masë. Mund të përdoret lavjerrës matematik.

Do t'ju duhet

• kronometër elektronik dhe i rregullt, trup metalik, peshore, dinamometër dhe lavjerrës matematikor.

Udhëzimet

Gjetja e nxitimit falas bie trup që bie lirshëm Merrni një trup metalik dhe vendoseni në një kllapë në disa, të cilin e matni menjëherë në metra. Ndaloni platformën speciale më poshtë. Lidhni kllapin dhe platformën në kronometër elektronike. Lartësia duhet të zgjidhet në atë mënyrë që të arrihet rezistenca. Rekomandohet të zgjidhni lartësi nga 2 në 4 m Pas kësaj, shkëputeni trupin nga kllapa, si rezultat do të fillojë të bjerë lirshëm. Pas arritjes në platformë, kronometri do të regjistrojë kohën bie V . Pas kësaj, pjesëtoni vlerën e lartësisë me vlerën e kohës së marrë në , dhe shumëzojeni rezultatin me 2. Merrni vlerën e nxitimit falas bie në m/s2.

Gjetja e nxitimit falas bie përmes forcës Matni peshën e trupit në kilogramë në një peshore me saktësi të lartë. Pastaj, merrni një dinamometër dhe varni këtë trup në të. Por do të tregojë vlerën e gravitetit në Njuton. Pastaj ndani vlerën e gravitetit me peshën e trupit tuaj. Si rezultat do të merrni nxitimi falas bie.

Gjetja e nxitimit falas bie duke përdorur një matematikor Merrni një lavjerrës matematikor (një trup i varur në një fije mjaft të gjatë) dhe lëreni atë të lëkundet, pasi i keni matur më parë fijet në metra. Ndizni kronometrin dhe numëroni një numër të caktuar dridhjesh dhe shënoni kohën në sekonda gjatë së cilës ato janë prodhuar. Pas kësaj, ndani numrin e lëkundjeve me kohën në sekonda dhe ngrini numrin që rezulton në të dytin. Pastaj shumëzojeni atë me gjatësinë e lavjerrësit dhe numrin 39,48. Si rezultat marrim nxitimi falas bie.

Për të përcaktuar forca rezistencës ajri krijojnë kushte në të cilat trupi fillon të lëvizë në mënyrë të njëtrajtshme dhe lineare nën ndikimin e gravitetit. Llogaritni vlerën e gravitetit, do të jetë e barabartë me forcën e rezistencës së ajrit. Nëse një trup lëviz në ajër, duke rritur shpejtësinë, forca e tij e rezistencës gjendet duke përdorur ligjet e Njutonit, dhe forca e rezistencës së ajrit mund të gjendet gjithashtu nga ligji i ruajtjes energji mekanike dhe formula speciale aerodinamike.

A mendoni se një pendë e rënë nga çatia do të arrijë në tokë në të njëjtën kohë? shishe plastike dhe një monedhë? Ju mund ta bëni këtë eksperiment dhe të siguroheni që monedha të zbresë së pari, shishja së dyti dhe pendë do të varet në ajër për një kohë të gjatë dhe mund të mos arrijë as në tokë nëse merret dhe merret nga një fllad i papritur.

A është vërtet kaq e lirë rënia e lirë e trupave?

Prandaj, konkludojmë se rënia e lirë e trupave nuk i bindet asnjë rregulli dhe të gjitha objektet bien në tokë në mënyrën e tyre. Këtu, siç thonë ata, përralla përfundon, por disa fizikanë nuk u ndalën në këtë dhe sugjeruan që rënia e lirë e trupave mund të ndikohet nga forca e rezistencës së ajrit dhe, në përputhje me rrethanat, rezultate të tilla eksperimentale nuk mund të konsiderohen përfundimtare.

Morën një tub të gjatë qelqi dhe vendosën në të një pendë, një topth, një tapë druri dhe një monedhë. Pastaj e mbyllën tubin, pompuan ajrin prej tij dhe e kthyen përmbys. Dhe pastaj u zbuluan gjëra absolutisht të pabesueshme.

Të gjitha objektet fluturuan poshtë tubit së bashku dhe u ulën në të njëjtën kohë. Për një kohë të gjatë ata u argëtuan kështu, duke qeshur, duke bërë shaka, duke e kthyer tubin dhe duke u habitur, derisa papritmas kuptuan se në mungesë të forcave të rezistencës ajrore, të gjitha objektet bien në tokë njëlloj.

Për më tepër, një tjetër gjë e jashtëzakonshme doli të ishte se të gjitha objektet lëvizin me nxitim gjatë rënies së lirë. Natyrisht, kishte një dëshirë për të zbuluar se me çfarë ishte i barabartë ky nxitim.

Më pas, duke përdorur fotografi speciale, ata matën pozicionin e një trupi që bie lirshëm në mungesë të rezistencës së ajrit në kohë të ndryshme dhe konstatuan se madhësia e përshpejtimit të rënies ishte e njëjtë në të gjitha rastet. Është afërsisht 9.8 m/s^2.

Përshpejtimi i rënies së lirë: thelbi dhe formula

Kjo vlerë është e njëjtë për trupat me absolutisht çdo masë, formë dhe madhësi. Kjo sasi u quajt nxitimi i rënies së lirë dhe u veçua për përcaktimin e saj letër e veçantë, germa g (zhe) e alfabetit latin.

g është gjithmonë e barabartë me 9,8 m/s^2. Në mënyrë të rreptë, ka më shumë numra dhjetorë, por për shumicën e llogaritjeve ky përafrim është i mjaftueshëm. Më shumë vlerën e saktë merren parasysh nëse është e nevojshme për llogaritje më të sakta.

Rënia e lirë e trupave përshkruhet me të njëjtat formula të shpejtësisë dhe zhvendosjes si çdo lëvizje tjetër e përshpejtuar në mënyrë uniforme:

v=a*t, dhe s=((v^2) - (v_0^2)) / 2*a ose s= a*(t^2) / 2, nëse shpejtësia fillestare e trupit është zero, vetëm në vend të vlerës së nxitimit a merrni vlerën g. Dhe më pas formulat marrin formën:

v = g*t, s =((v^2)-(v_0^2))/2*g ose s = g*(t^2)/2 (nëse v_0 = 0), përkatësisht,

ku v është shpejtësia përfundimtare, v_0 është shpejtësia fillestare, s është zhvendosja, t është koha, g është nxitimi i rënies së lirë.

Konkluzioni se rënia e lirë e çdo trupi ndodh në të njëjtën mënyrë, në shikim të parë duket absurd nga pikëpamja. përvojë e përditshme. Por në fakt, gjithçka është e saktë dhe logjike. Thjesht, sasia në dukje e parëndësishme e rezistencës së ajrit për shumë trupa në rënie rezulton të jetë mjaft e dukshme, dhe për këtë arsye ngadalëson shumë rënien e tyre.

Rënia e lirë- Kjo është lëvizja e një trupi vetëm nën ndikimin e gravitetit.

Përveç forcës së gravitetit, një trup që bie në ajër ndikohet nga forca e rezistencës së ajrit, prandaj, një lëvizje e tillë nuk është rënie e lirë. Rënia e lirë është rënia e trupave në vakum.

Nxitimi i dhënë një trupi nga graviteti quhet përshpejtimi i rënies së lirë. Ai tregon se sa ndryshon shpejtësia e një trupi që bie lirshëm për njësi të kohës.

Përshpejtimi i rënies së lirë drejtohet vertikalisht poshtë.

themeluar Galileo Galilei ( Ligji i Galileos): të gjithë trupat bien në sipërfaqen e Tokës nën ndikimin e gravitetit në mungesë të forcave të rezistencës me të njëjtin nxitim, d.m.th. nxitimi i gravitetit nuk varet nga masa e trupit.

Ju mund ta verifikoni këtë duke përdorur një tub Newton ose metodën stroboskopike.

Një tub Njutoni është një tub qelqi rreth 1 m i gjatë, njëri skaj i të cilit është i mbyllur dhe tjetri është i pajisur me një mbajtëse mbyllëse (Fig. 25).

Fig.25

Le të vendosim tre në tub lëndë të ndryshme, të tilla si e shtënë, tapë dhe pendë zogu. Pastaj kthejeni shpejt tubin. Të tre trupat do të bien në fund të tubit, por në kohë të ndryshme: fillimisht peleti, pastaj tapa dhe në fund pendë. Por kështu bien trupat kur ka ajër në tub (Fig. 25, a). Sapo të nxjerrim ajrin dhe ta kthejmë përsëri tubin, do të shohim që të tre trupat do të bien njëkohësisht (Fig. 25, b).

Në kushte tokësore, g varet nga gjerësia gjeografike terrenit.

Vlera më e lartë ka g=9,81 m/s 2 në pol, më të voglin në ekuator g=9,75 m/s 2 . Arsyet për këtë:

1) rotacioni ditor Toka rreth boshtit të saj;

2) devijimi i formës së Tokës nga sferike;

3) shpërndarja heterogjene e densitetit të shkëmbinjve tokësorë.

Përshpejtimi i rënies së lirë varet nga lartësia h e trupit mbi sipërfaqen e planetit. Nëse neglizhojmë rrotullimin e planetit, ai mund të llogaritet duke përdorur formulën:

Ku G- konstante gravitacionale, M- masa e planetit, R- rrezja e planetit.

Siç vijon nga formula e fundit, me rritjen e lartësisë së trupit mbi sipërfaqen e planetit, përshpejtimi i rënies së lirë zvogëlohet. Nëse neglizhojmë rrotullimin e planetit, atëherë në sipërfaqen e planetit me rreze R

Për ta përshkruar atë, mund të përdorni formulat për lëvizje të përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme:

ekuacioni i shpejtësisë:

ekuacioni kinematik që përshkruan rënien e lirë të trupave: ,

ose në projeksion mbi bosht .

Lëvizja e një trupi të hedhur vertikalisht

Një trup që bie lirshëm mund të lëvizë në një vijë të drejtë ose përgjatë trajektorja e lakuar. Kjo varet kushtet fillestare. Le ta shohim këtë në më shumë detaje.

Rënia e lirë pa shpejtësi fillestare ( =0) (Fig. 26).

Me sistemin e zgjedhur të koordinatave, lëvizja e trupit përshkruhet nga ekuacionet: .

Nga formula e fundit mund të gjeni kohën kur një trup bie nga lartësia h:

Duke zëvendësuar kohën e gjetur në formulën e shpejtësisë, marrim modulin e shpejtësisë së trupit në momentin e rënies: .

Lëvizja e një trupi të hedhur vertikalisht lart me shpejtësinë fillestare (Fig. 27)

Fig.26 Fig.27

Lëvizja e trupit përshkruhet nga ekuacionet:

Nga ekuacioni i shpejtësisë mund të shihet se trupi lëviz në mënyrë të njëtrajtshme ngadalë lart, arrin lartësinë e tij maksimale dhe më pas lëviz me përshpejtim të njëtrajtshëm poshtë. Duke marrë parasysh se në y=hmax shpejtësia dhe në momentin që trupi arrin pozicionin fillestar y=0, mund të gjejmë:

Koha për të ngritur trupin në lartësinë maksimale;

Lartësia maksimale ngritja e trupit;

Koha e fluturimit të trupit;

Projeksioni i shpejtësisë në momentin kur trupi arrin pozicionin e tij fillestar.

Lëvizja e një trupi të hedhur horizontalisht

Nëse shpejtësia nuk drejtohet vertikalisht, atëherë lëvizja e trupit do të jetë lakor.

Le të shqyrtojmë lëvizjen e një trupi të hedhur horizontalisht nga një lartësi h me shpejtësi (Fig. 28). Ne do të neglizhojmë rezistencën e ajrit. Për të përshkruar lëvizjen, është e nevojshme të zgjidhni dy boshte koordinative - Ox dhe Oy. Origjina e koordinatave është e përputhshme me pozicioni fillestar trupat. Nga Fig. 28 është e qartë se , , , .

Fig.28

Pastaj lëvizja e trupit do të përshkruhet nga ekuacionet:

Analiza e këtyre formulave tregon se në drejtimin horizontal shpejtësia e trupit mbetet e pandryshuar, d.m.th. trupi lëviz në mënyrë të njëtrajtshme. Në drejtimin vertikal, trupi lëviz në mënyrë të njëtrajtshme me nxitim g, d.m.th. ashtu si një trup që bie lirisht pa shpejtësi fillestare. Le të gjejmë ekuacionin e trajektores. Për ta bërë këtë, nga ekuacioni (3) gjejmë kohën