- Ensimmäinen asia, joka sinun on tiedettävä, on se, mitä pidetään vapaana pudotuksena.
- Toiseksi, ymmärrä painovoiman aiheuttaman kiihtyvyyden käsite.
- Ota lopuksi huomioon kaava kappaleen lopullisen nopeuden laskemiseksi vapaassa pudotuksessa.
✅VAPAAT LAITOKSET LIIKKEET | PARAS SELITYS?| FYSIIKKA
https://www.youtube.com/watch?v=it8qb20BkC8
Vapaan pudotuksen käsitteet
https://www.youtube.com/watch?v=bwpcMSoLgEs
Mikä on vapaa pudotus?
Kun viitataan vapaaseen pudotukseen, tarkoitamme sen tyyppistä liikettä, jonka keho suorittaa, kun siihen ei kohdistu minkäänlaista ulkoista voimaa. Tämä tarkoittaa, että jos esine on levossa pinnalla eikä siihen kohdisteta voimaa, se alkaa hetken kuluttua liikkua alaspäin painovoiman vaikutuksesta.
Mikä on vapaa pudotus ja sen esimerkkejä?
Vapaa pudotus on esineen liikettä, kun siihen vaikuttaa vain painovoima. Kohteeseen ei kohdistu vastusvoimia, kuten ilman kitkaa. Tämä tarkoittaa, että ulkoisten voimien puuttuessa vapaasti putoava esine kiihtyy, kunnes se saavuttaa päätenopeuden. Päätenopeus on suurin nopeus, jonka esine voi saavuttaa vapaassa pudotuksessa. Tämä johtuu siitä, että ilman kitkavoima kasvaa nopeuden kasvaessa, mikä lopulta estää kohdetta kiihtymästä enempää.
Tyypillinen esimerkki vapaasta pudotuksesta on rakennuksesta tai lentokoneesta pudonnut esine. Toinen vapaan pudotuksen muoto on astronautti, joka on avaruudessa kaukana planeetoista tai taivaankappaleista.
Mikä on vapaa pudotus ja mikä on sen kaava?
Vapaa pudotus on kohteen pystysuuntaista liikettä, johon ei vaikuta mikään muu voima kuin painovoima. Siksi vapaan putoamisen kaava on: vf = vi + gt missä vf on loppunopeus (kohteen putoamisen jälkeen), vi on alkunopeus (ennen kuin esine putoaa), g on painovoiman aiheuttama kiihtyvyys ja t on kulunut aika.
Mitä y tarkoittaa vapaassa pudotuksessa?
Y edustaa kohteen pystynopeutta vapaassa pudotuksessa. Kun esine liikkuu alaspäin, sen pystynopeus kasvaa painovoiman vaikutuksesta. Y edustaa myös kohteen kiihtyvyyttä, joka on yhtä suuri kuin painovoima.
Mikä on vapaa pudotus?
Vapaa pudotus määritellään esineen liikkumiseksi avaruuden läpi, jossa vain painovoima vaikuttaa. Tämä tarkoittaa, että vapaassa pudotuksessa olevaan esineeseen ei kohdistu muita voimia, kuten ilma- tai pintakitkaa. Tämän seurauksena vapaassa pudotuksessa oleva esine kiihtyy jatkuvasti painovoiman vaikutuksesta.
Vapaa pudotus on tärkeä käsite fysiikassa, koska sen avulla voimme ymmärtää esineiden liikettä avaruudessa ja painovoiman vaikutusta niihin. Lisäksi vapaa pudotus on perusta liikkeessä olevien kappaleiden mekaniikan tutkimukselle, koska monet fysiikassa tutkimistamme liikkeistä voidaan yksinkertaistaa vapaassa pudotuksessa tapahtuvaksi liikkeeksi.
Esimerkiksi kun heitämme pallon ilmaan, voimme jättää huomioimatta ilman kitkan ja sen vaikutuksen pallon liikkeeseen ja ajatella pallon liikettä vapaassa pudotuksessa. Tällä tavalla voimme ymmärtää paremmin pallon liikettä ja ennustaa, mihin se laskeutuu.
Miten vapaa pudotus tapahtuu?
Kun esine on vapaassa pudotuksessa, siihen ei vaikuta vaakasuora voima. Ainoa kappaleeseen vaikuttava voima on painovoima, joka saa sen putoamaan pystysuoraan kohti maata.
Painovoima on vetovoima, joka vallitsee minkä tahansa massiivinen esineparin välillä. Tämä voima on verrannollinen esineiden massojen tuloon ja on kääntäen verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön. Painovoima on vastuussa siitä, että esineet putoavat kohti maata sen sijaan, että ne leijuisivat ilmassa.
Painovoiman aiheuttama kiihtyvyys tunnetaan painovoimakiihtyvyydeksi. Kaikki esineet, niiden massasta riippumatta, kokevat saman painovoimakiihtyvyyden tasaisessa gravitaatiokentässä. Maapallolla gravitaatiokiihtyvyys on noin 9,8 m/s2. Tämä tarkoittaa, että minkä tahansa metrin korkeudelta putoavan esineen loppunopeus on 9,8 m/s juuri ennen osumista maahan.
Kohteen lopullinen nopeus vapaassa pudotuksessa riippuu vain siitä korkeudesta, josta se pudotetaan. Lopullisen nopeuden saavuttamiseen kuluva aika on sama kaikille esineille niiden massasta riippumatta. Tämä johtuu siitä, että painovoiman aiheuttama kiihtyvyys on sama kaikille kohteille.
Jos esimerkiksi pudotat pallon metrin korkeudelta, se saavuttaa lopullisen nopeudensa noin 0,5 sekunnissa. Jos pudotat pöydän samalta korkeudelta, se saavuttaa myös lopullisen nopeudensa noin 0,5 sekunnissa. Vaikka pöydällä on paljon suurempi massa kuin pallolla, molemmat esineet kokevat saman kiihtyvyyden ja saavuttavat siksi saman loppunopeuden.
Mitkä ovat vapaan pudotuksen lait?
Vapaan pudotuksen lait sanovat, että jos kitkaa tai liikevastusta ei ole, kaikki esineet putoavat samalla nopeudella. Nämä lait perusti Galileo Galilei, ja niiden alkuperä on Aristotelian filosofiassa, jonka mukaan raskaammat esineet putosivat nopeammin kuin kevyemmät esineet. Galileo kuitenkin huomasi, että tämä ei ollut totta ja että vastustuksen puuttuessa kaikki esineet putosivat samalla nopeudella. Vapaan pudotuksen lait ovat:
1. Kaikki esineet putoavat samalla nopeudella ilman kitkaa tai liikevastusta.
2. Vapaassa pudotuksessa olevan kohteen nopeus kasvaa ajan edetessä, ja tämä kiihtyvyys on vakio.
3. Kohteen vapaassa pudotuksessa kulkema matka on verrannollinen kuluneen ajan neliöön.
Galileo muotoili nämä lait kokeistaan tornista putoavilla esineillä. Yhdessä kokeissaan Galileo pudotti kaksi erikokoista palloa kukkulan huipulta ja havaitsi niiden osuvan maahan samanaikaisesti. Tästä kokeesta ja muista sen kaltaisista kokeista Galileo päätteli, että kaikki esineet putoavat samalla nopeudella niiden massasta riippumatta. Hän teki myös kokeita, joissa hän mittasi vapaasti putoavan esineen kulkeman matkan ajan funktiona ja havaitsi, että etäisyys oli verrannollinen ajan neliöön.
Yleisesti ottaen vapaan pudotuksen lait sanovat, että kitkan tai vastuksen puuttuessa kaikki esineet putoavat samalla nopeudella. Nämä lait perustuvat Galileon kokeisiin, jotka osoittivat, että kohteen vapaassa pudotuksessa kulkema nopeus ja matka ovat verrannollisia aikaan.
Mitkä ovat vapaan pudotuksen seuraukset?
Vapaa pudotus on esineen luonnollista liikettä, kun painovoima ei vaikuta siihen. Painovoiman puuttuessa vapaasti putoava esine ei koe kiihtyvyyttä ja säilyttää siksi vakionopeudensa. Kuitenkin painovoiman läsnä ollessa vapaasti putoava esine kokee kiihtyvyyden, joka on yhtä suuri kuin painovoima. Tämä johtuu siitä, että esineen massa antaa sille vastustuskyvyn liikettä vastaan, ja painovoima kohdistaa jatkuvasti alaspäin suuntautuvaa voimaa kohteeseen, mikä saa sen kiihtymään alaspäin.
Kun esine on vapaassa pudotuksessa, se kokee raskauden tunteen kokemastaan kiihtyvyydestä johtuen. Tämä raskas tunne johtuu painovoimasta, joka painaa esinettä ja saa sen kiihtymään. Jos esine on vapaassa pudotuksessa riittävän korkealta, se voi saavuttaa sellaisen nopeuden, että painovoima on yhtä suuri kuin ilman vastus. Tätä nopeutta kutsutaan terminaalinopeudeksi. Päätenopeus riippuu kohteen massasta ja muodosta sekä ilman tiheydestä.
Kuinka voit välttää vapaan pudotuksen?
On olemassa useita tapoja välttää vapaa pudotus. Ensimmäinen on laskuvarjon käyttö. Laskuvarjo voi hidastaa putoamistasi ja antaa sinun laskeutua turvallisesti. Toinen tapa välttää vapaa pudotus on hypätä korkealta esineeltä, kuten rakennukselta tai sillalta. Tämä auttaa myös hidastamaan pudotusta. Jos hyppäät korkealta esineeltä, varmista, että hyppäät avoimella alueella ja ettei tielläsi ole esteitä.
