Девятый класс
  1. Механика  1.1. Движение  1.1.1. Виды движения  1.1.2. Расстояние и перемещение  1.1.3. Скорость и вектор скорости  1.1.4. Ускорение  1.1.5. Графическое представление движения  1.1.6. Уравнения движения  1.1.7. Равномерное и неравномерное движение  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Relative speed  1.1.10. Circular motion  1.2. Законы силы и движения  1.2.1. Понятие силы  1.2.2. Первый закон Ньютона  1.2.3. Newton's second law of motion  1.2.4. Третий закон Ньютона  1.2.5. Инерция и виды инерции  1.2.6. Motion  1.2.7. Conservation of momentum  1.2.8. Применение законов Ньютона в повседневной жизни  1.2.9. Types of Forces (Contact and Non-Contact)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Гравитационная сила  1.3.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.3.2. Важность гравитационной силы  1.3.3. Ускорение из-за гравитации  1.3.4. Свободное падение и невесомость  1.3.5. Масса и вес  1.3.6. Изменение g с высотой и глубиной  1.3.7. Kepler's laws of planetary motion  1.3.8. Satellites and their orbits  1.4. Work, Energy and Power  1.4.1. Понятие работы  1.4.2. Положительные и отрицательные действия  1.4.3. Работа, совершаемая постоянной и переменной силой  1.4.4. Энергия и ее формы  1.4.5. Кинетическая и потенциальная энергия  1.4.6. Закон сохранения энергии  1.4.8. Коммерческая единица энергии  1.4.9. Теорема о работе и энергии  1.5. Простые механизмы  1.5.1. Types of simple machines  1.5.2. Механическое преимущество  1.5.3. Эффективность машин  1.5.4. Рычаги и их типы  1.5.5. Блоки и наклонные плоскости  1.5.6. Шестерни и их применение
  2. Свойства материи  2.1. Состояния материи  2.1.1. Solids, liquids and gases  2.1.2. Свойства различных состояний вещества  2.1.3. Изменение состояния вещества  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе — Эйнштейна  2.2. Плотность и давление  2.2.1. Понятие плотности и относительной плотности  2.2.2. Давление в твердых телах, жидкостях и газах  2.2.3. Pascal's law and its applications  2.2.4. Атмосферное давление и его вариации  2.2.5. Surface tension and capillarity  2.3. Плавучесть и принцип Архимеда  2.3.1. Выталкивающая сила  2.3.2. Закон Архимеда  2.3.3. Применения принципа Архимеда  2.3.4. плавучие и тонущие объекты  2.3.5. Теория плавания и принцип Архимеда
  3. Теплота и термодинамика  3.1. Температура и тепло  3.1.1. Концепция тепла и температуры  3.1.2. Измерение температуры  3.1.3. Шкалы температуры  3.2. Heat transfer  3.2.1. Проводимость тепла  3.2.2. Конвекция тепла  3.2.3. тепловое излучение  3.2.4. Применения теплообмена  3.2.5. Теплопроводность  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Расширение твердых тел, жидкостей и газов  3.3.2. Abnormal expansion of water  3.3.3. Применение теплового расширения  3.4. Удельная теплоемкость и скрытая теплота  3.4.1. Концепция удельной теплоемкости  3.4.2. Измерение и применение удельной теплоемкости  3.4.3. Latent heat of fusion and vaporization  3.4.4. Тепловые двигатели и эффективность
  4. Волны и звук  4.1. Waves and their types  4.1.1. Механические и электромагнитные волны  4.1.2. Продольные и поперечные волны  4.1.3. Свойства волн  4.1.4. Длина волны, частота и скорость волны  4.1.5. Наложение волн  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Природа и передача звука  4.2.2. Скорость звука в различных средах  4.2.3. Отражение звука и эхо  4.2.4. Sonar and ultrasound  4.2.5. Резонанс и пульсация  4.3. Характеристики звука  4.3.1. Интенсивность, громкость и качество звука  4.3.2. Эффект Доплера в звуке
  5. Освещение и оптика  5.1. Отражение света  5.1.1. Законы отражения  5.1.2. Отражение от плоского зеркала  5.1.3. Отражение от сферического зеркала  5.1.4. Формирование изображения вогнутыми и выпуклыми зеркалами  5.1.5. Применения отражения  5.2. Преломление света  5.2.1. Законы преломления  5.2.2. Показатель преломления  5.2.3. Преломление через стеклянную плиту  5.2.4. Refraction in water and air  5.2.5. Lenses and their types  5.2.6. Image formation by convex and concave lenses  5.2.7. Total internal reflection and its applications  5.3. Дисперсия и рассеяние света  5.3.1. Спектр белого света  5.3.2. Prisms and Dispersion  5.3.3. Эффект Тиндаля и голубое небо
  6. Электричество и магнетизм  6.1. Электрический заряд и статическое электричество  6.1.1. Понятие электрического заряда  6.1.2. Зарядка трением, контактом и индукцией  6.1.3. Электроскоп и его работа  6.2. Current Electricity  6.2.1. Понятие электрического тока  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Факторы, влияющие на сопротивление  6.2.4. Последовательные и параллельные схемы  6.2.5. Тепловой эффект электрического тока  6.2.6. Электрическая мощность и энергия  6.3. Магнетизм  6.3.1. Естественные и искусственные магниты  6.3.2. Свойства магнитов  6.3.3. Earth's magnetism  6.3.4. Magnetic field and field lines  6.3.5. Электромагниты и их применение
  7. Современная физика  7.1. структура атома  7.1.1. Atomic Structure and Subatomic Particles  7.1.2. Электроны, протоны и нейтроны  7.1.3. Модель Резерфорда и Бора  7.2. Радиоактивность  7.2.1. Types of radioactive emissions  7.2.2. Период полураспада и радиоактивный распад  7.2.3. Использование и опасности радиации
  8. Space science and astronomy  8.1. Вселенная и ее компоненты  8.1.1. Звезды и галактики  8.1.2. Planets and Solar System  8.2. Спутники  8.2.1. Естественные и искусственные спутники  8.2.2. Использование спутников

Девятый класс → Механика → Движение ↓


Свободное падение и ускорение свободного падения


Эта тема вращается вокруг двух невероятных концепций в физике: свободного падения и ускорения свободного падения. Представьте мяч, падающий с высокого здания. Что происходит? Давайте исследуем эти основные идеи, чтобы понять природу движения, когда гравитация является основным влияющим фактором.

Понимание свободного падения

Свободное падение — это когда объект падает под влиянием только гравитации. Это означает, что на него не действуют другие силы, такие как сопротивление воздуха или трение. Визуализация свободного падения помогает нам понять, как объекты движутся в гравитационном поле.

свободное падение

Предположим, вы стоите на высокой башне и бросаете камень. Поскольку на него действует только сила тяжести, камень падает свободно. Нет другой силы, заставляющей его падать, кроме гравитационной силы Земли.

Как гравитация влияет на свободное падение?

Гравитация — это сила, притягивающая объекты к центру Земли. Возле поверхности Земли ускорение свободного падения составляет около 9.8 м/с 2. Это означает, что за каждую секунду падения скорость объекта увеличивается примерно на 9.8 м/с.

Ускорение свободного падения, g = 9.8 м/с²

Это важный фактор в свободном падении, так как он указывает, насколько быстро объект будет двигаться вниз во время падения.

Движение свободно падающих объектов

Рассмотрим, как изменяется скорость свободно падающего объекта со временем. Если отпустить объект из состояния покоя, его скорость после определенного времени можно найти по следующей формуле:

v = g * t

Где:

  • v — конечная скорость в метрах в секунду (м/с).
  • g — ускорение свободного падения, 9.8 м/с².
  • t — время, в течение которого объект падал, в секундах.

Например, если объект падает свободно из покоя в течение 3 секунд, его скорость будет:

v = 9.8 м/с² * 3 с = 29.4 м/с

Таким образом, через три секунды объект движется вниз со скоростью 29.4 м/с.

Расстояние, пройденное при свободном падении

Расчет расстояния, пройденного объектом при свободном падении, так же важен, как и нахождение его скорости. Формула для нахождения расстояния или смещения, пройденного свободно падающим объектом из состояния покоя, такова:

d = (1/2) * g * t²

Где:

  • d — смещение в метрах (м).
  • g — ускорение свободного падения, 9.8 м/с².
  • t — время в секундах.

Предположим, объект падает свободно в течение 4 секунд, тогда мы можем рассчитать пройденное расстояние следующим образом:

d = (1/2) * 9.8 м/с² * (4 с)² = 78.4 м

Этот результат означает, что объект упал на расстояние 78.4 метров за 4 секунды.

Графическая интерпретация

Графическое представление свободного падения и вибрации из-за гравитации помогает нам понять взаимосвязь между смещением, скоростью и временем.

Время Скорость V = G * T

На этом графике красная линия показывает скорость объекта со временем, которая увеличивается линейно из-за постоянного ускорения гравитации.

Сопротивление воздуха и эффекты реального мира

Хотя свободное падение не требует сопротивления воздуха, реальные сценарии отличаются. Сопротивление воздуха, или сопротивление, действует против гравитации, замедляя ускорение падающих объектов. Факторы, влияющие на сопротивление воздуха, включают скорость объекта, его площадь поверхности и плотность воздуха.

Например, если перо и мяч упадут одновременно, они испытают разные эффекты сопротивления воздуха, что заставит перо падать с меньшей скоростью в нормальных атмосферных условиях.

Ускорение терминальной скорости

Иногда объекты, падающие через жидкость, такую как воздух или вода, достигают постоянной скорости, называемой терминальной скоростью. В этот момент сила сопротивления воздуха равна гравитационному ускорению, что приводит к нулевой чистой силе и позволяет объекту продолжать спускаться с постоянной скоростью.

Эта концепция важна для таких занятий, как прыжки с парашютом, когда парашютист достигает терминальной скорости перед раскрытием парашюта.

Эксперимент для демонстрации свободного падения

Проведение простого эксперимента свободного падения улучшает понимание. Уроните небольшой объект, например, камень или кусок бумаги, с известной высоты и измерьте время, которое необходимо для достижения земли. Рассчитайте расстояние, используя формулу:

d = (1/2) * g * t²

Сравните свои экспериментальные результаты с теоретическими расчетами. Учтите влияние сопротивления воздуха и предскажите отклонение соответственно. Повторите эксперимент с различными падающими объектами и посмотрите, как размер и масса влияют на свободное падение.

Заключение

Понимание свободного падения и ускорения свободного падения предоставляет надежную основу для понимания более сложных концепций движения. Эти принципы закладывают основу для дальнейшего изучения механики и помогают объяснить многие явления в физическом мире. Экспериментируя и исследуя, помните, что простота гравитации делает ее столь глубокой силой, влияющей на бесчисленные явления во вселенной.


Девятый класс → 1.1.8


U
username
0%
завершено в Девятый класс

← Предыдущий (1.1.7)
Равномерное и неравномерное движение
Следующий (1.1.9) →
Relative speed

Комментарии 



Свободное падение и ускорение свободного падения

https://www.physicsflow.com/g9/1.1.8?pfal=ru