Вы здесь

Свободное падение

Свободным падением называется движение тела, обусловленное притяжением Земли, при отсутствии начальной скорости и сопротивления среды.

Свободно падающее тело движется поступательно, прямолинейно и равноускоренно. Ускоре­ние, с которым движется тело, называется ускорением свободного падения и обозначается буквой g . Формулы, описывающие движение свободно падающего тела, не содержат коэффициентов, за­висящих от его формы и массы. Другими словами, тела разной массы, которые мы уронили с од­ной высоты, достигнут поверхности земли за одно и то же время. Кажущееся несовпадение последнего утверждения с нашим каждод­невным опытом (например, все знают, что пушинка будет падать го­раздо дольше, чем стальной шарик) связано с сопротивлением возду­ха, т. е. с дополнительной силой, направленной вверх, следовательно, такое падение не является свободным. В этом можно убедиться на следующем опыте, впервые проведенном Ньютоном. Если взять про­бирку длиной 1 м и опустить в нее одновременно свинцовый шарик, птичье перо и пробку, то все три предмета упадут на дно трубки в разное время: сначала шарик, затем пробка, последним — перо (рис. 1.23, а). Если теперь из пробирки откачать воздух и перевер­нуть ее вверх дном, можно увидеть, что все три предмета достигнут дна одновременно

Впервые независимость ускорения свободного падения от массы тела опытным путем установил Галилей в конце XVI в. Для этого он одновременно ронял шары одинакового размера, но разные по весу (чугунный и деревянный), с Пизанской башни. Оба шара достигали земли практически одновременно.

Свободное падение тел является примером прямолинейного равно­ускоренного движения.

Для определения высоты тела над землей h при свободном паде­нии можно воспользоваться уравнением (1.7) при следующих началь­ных условиях: hQ= 0, v 0= О, a - g , что означает следующее: ось h на­правлена вниз, начало ее помещено в точку, в которой тело выронили 
 

График зависимости высоты от времени является параболой. Используя формулу (1.18) и вы­ражение для скорости: v = vo + at , (при v 0 = 0, a = g ), легко показать, что скорость связана с высотой соотношением:

v = j 2 gh .

Формулы (1.18) и (1.19) справедливы для любого прямолинейного движения с постоянным ускорением и нулевой начальной скоростью, а не только для свободного падения.

Предмет: