Под действием силы тяжести

Измерьте (или приблизительно оцените) расстояние от вытянутой горизонтально руки до пола. Вычислите время падения выпущенного из руки предмета и его скорость при ударе о пол
Найти ускорение свободного падения шарика по рисунку 31, сделанному со стробоскопической фотографии. Интервал между снимками 0,1 с, а сторона каждого квадрата сетки на фотографии в натуральную величину равна 5 см
При свободном падении первое тело находилось в полете в 2 раза больше времени, чем второе. Сравнить конечные скорости тел и их перемещения
Г. Галилей, изучая законы свободного падения (1589 г.), бросал без начальной скорости разные предметы с наклонной башни в городе Пиза, высота которой 57,5 м. Сколько времени падали предметы с этой башни и какова их скорость при ударе о землю
Пловец, спрыгнув с пятиметровой вышки, погрузился в воду на глубину 2 м.

Сколько времени и с каким ускорением он двигался в воде
Тело свободно падает с высоты 80 м. Каково его перемещение в последнюю секунду падения
Сколько времени падало тело, если за последние 2 с оно прошло 60 м?
Чему равно перемещение свободно падающего тела в n-ю секунду после начала падения
Какую начальную скорость надо сообщить камню при бросании его вертикально вниз с моста высотой 20 м, чтобы он достиг поверхности воды через 1 с? На сколько дольше длилось бы падение камня с этой же высоты при отсутствии начальной скорости
Одно тело свободно падает с высоты h1; одновременно с ним другое тело начинает движение с большей высоты h2. Какой должна быть начальная скорость и0 второго тела, чтобы оба тела упали одновременно
Стрела, выпущенная из лука вертикально вверх, упала на землю через 6 с. Какова начальная скорость стрелы и максимальная высота подъема
Во сколько раз больше высота подъема тела, брошенного вертикально вверх на Луне, чем на Земле, при одинаковой начальной скорости?
Во сколько раз надо увеличить начальную скорость брошенного вертикально вверх тела, чтобы высота подъема увеличилась в 4 раза
Из точки, расположенной на достаточно большой высоте, одновременно брошены два тела с одинаковыми по модулю скоростями v0=2 м/с: одно вертикально вверх, а другое вертикально вниз. Каким будет расстояние между телами через 1 с; 5 с; через промежуток времени, равный
При бросании мяча вертикально вверх мальчик сообщает ему скорость, в 1,5 раза большую, чем девочка. Во сколько раз выше поднимется мяч, брошенный мальчиком
Снаряд зенитной пушки, выпущенный вертикально вверх со скоростью 800 м/с, достиг цели через 6 с. На какой высоте находился самолет противника и какова скорость снаряда при достижении цели? Как отличаются реальные значения искомых величин от вычисленных
Тело брошено вертикально вверх со скоростью 30 м/с. На какой высоте и через какое время скорость тела (по модулю) будет в 3 раза меньше, чем в начале подъема
МЯЧ был брошен вертикально вверх дважды. Второй раз ему сообщили скорость, в 3 раза большую, чем в первый раз. Во сколько раз выше поднимается мяч при втором бросании?
Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Написать уравнение движения y=y(t). Найти, через какой промежуток времени тело будет на высоте: а) 15 м; б) 20 м; в) 25 м. Указание. Ось Y направить вертикально вверх; принять, что при t=0 y=0
С балкона, находящегося на высоте 25 м над поверхностью земли, бросили вертикально вверх мячик со скоростью 20 м/с. Написать формулу зависимости координаты от времени y(t), выбрав за начало отсчета: а) точку бросания; б) поверхность земли. Найти, через какое время мячик упадет на землю.

КАБАРДИН О.Ф.
ФИЗИКА (справочные материалы), 1991


СОДЕРЖАНИЕ ДАННОЙ СТАТЬИ

По второму закону Ньютона при движении тела массой под действием силы тяжести и силы упругости с ускорением выполняется равенство

. (10.4)

Из уравнений (10.1) и (10.4) для веса получаем

, (10.5)

или . (10.6)

Рассмотрим случай движения лифта, когда ускорение направлено вертикально вниз. Если координатную ось OY направить вертикально вниз, то векторы , и оказываются параллельными оси OY (рис. 29), а их проекции положительными; тогда уравнение (10.6) примет вид

Рис. 29

Так как проекции положительны и параллельны координатной оси, их можно заменить модулями векторов:

. (10.7)

Вес тела, направление ускорения которого совпадает с направлением ускорения свободного падения, меньше веса покоящегося тела.

Невесомость. Если тело вместе с опорой свободно падает, то , и из формулы (10.7) следует, что .

Исчезновение веса при движении опоры с ускорением свободного падения называется невесомостью.

Состояние невесомости наблюдается в самолете или космическом корабле при движении с ускорением свободного падения независимо от направления и значения модуля скорости их движения. За пределами земной атмосферы при выключении реактивных двигателей на космический корабль действует только сила всемирного тяготения. Под действием этой силы космический корабль и все тела, находящиеся в нем, движутся с одинаковым ускорением; поэтому в корабле наблюдается явление невесомости.

Перегрузка. При ускоренном движении тела и опоры с ускорением, направленным вертикально вверх (рис. 30), вес тела оказывается больше действующей на него силы тяжести.

Рис. 30

В этом случае проекции и положительны, а проекция отрицательна. Поэтому для модуля веса тела: получаем выражение

. (10.8)

Увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или подвеса, называют перегрузкой. Действие перегрузки испытывают на себе космонавты как при взлете космической ракеты, так и на участке торможения космического корабля при входе в плотные слои атмосферы. Испытывают перегрузки и летчики при выполнении фигур высшего пилотажа, и водители автомобилей при движении с большими ускорениями.>

11. ДВИЖЕНИЕ ТЕЛ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

Рассмотрим вопрос о движении тел под действием силы тяжести. Если модуль перемещения тела много меньше расстояния до центра Земли, то можно считать силу всемирного тяготения во время движения постоянной, а движение тела равноускоренным. Самый простой случай движения тел под действием силы тяжести — свободное падение с начальной скоростью, равной нулю. В этом случае тело движется прямолинейно с ускорением свободного падения по направлению к центру Земли. Если начальная скорость тела отлична от нуля и вектор начальной скорости направлен не по вертикали, то тело под действием силы тяжести движется с ускорением свободного падения по криволинейной траектории. Форму такой траектории наглядно иллюстрирует струя воды, вытекающая под некоторым углом к горизонту (рис. 31).

Рис. 31

При бросании тела с некоторой высоты параллельно земной поверхности дальность полета будет тем большей, чем больше начальная скорость.

При больших значениях начальной скорости необходимо учитывать шарообразность Земли и изменение направления вектора силы тяжести в разных точках траектории.

Первая космическая скорость. При некотором значении начальной скорости тело, брошенное по касательной к поверхности Земли, под действием силы тяжести при отсутствии атмосферы может двигаться вокруг Земли по окружности, не падая на Землю и не удаляясь от нее.

Скорость, с которой происходит движение тела по круговой орбите под действием силы всемирного тяготения, называется первой космической скоростью.

Определим первую космическую скорость для Земли (см. рисунок). Если тело под действием силы тяжести движется вокруг Земли равномерно по окружности радиусом , то ускорение свободного падения является его центростремительным ускорением:

(11.1)

⇦ Ctrl предыдущая страница / страница 10 из 140 / следующая страница Ctrl ⇨
мобильная версия страницы Смотрите также на этом сайте:
ГАДАНИЯ, СОННИКИ, ЗАГОВОРЫ, НУМЕРОЛОГИЯ, ХИРОМАНТИЯ, ВУДУ, МАЯТНИК, ДЕНЕЖНАЯ МАГИЯ
ВЯЗАНИЕ НА СПИЦАХ, КРЮЧКОМ, ТУНИССКОЕ ВЯЗАНИЕ, МОДЕЛИ ВЯЗАНОЙ ОДЕЖДЫ; ШИТЬЕ; МАШИННОЕ ВЯЗАНИЕ
РАЗНООБРАЗНЫЕ КУЛИНАРНЫЕ РЕЦЕПТЫ; ГОРШОЧКИ, МИКРОВОЛНОВКА; КОНСЕРВИРОВАНИЕ
СПРАВОЧНИКИ ПО ФИЗИКЕ, МАТЕМАТИКЕ, АНГЛИЙСКОМУ ЯЗЫКУ; ПОХУДЕНИЕ, АКУПУНКТУРА; НЕИСПРАВНОСТИ АВТОМОБИЛЯ
МНОЖЕСТВО ИСТОРИЧЕСКИХ ФАКТОВ О СОБЫТИЯХ, ОРУЖИИ И ОБМУНДИРОВАНИИ ВТОРОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ; АРМЕЙСКИЕ БОТИНКИ ВСЕХ ВРЕМЕН
ПОПУЛЯРНЫЕ ПЕСЕННИКИ 1963-1987 гг.; ТОСТЫ, РОЗЫГРЫШИ, КОНКУРСЫ

Пользуйтесь поиском вверху страницы! Все, что будет найдено со значком Ł — относится к данному сайту

Задачи на тему Движение под действием силы тяжести по вертикали

Задачи по механике ( динамика ), на тему
Движение под действием силы тяжести по вертикали
Из пособия: ГДЗ к задачнику Рымкевич для 10-11 классов по физике, 10-е издание, 2006 г.

Измерьте (или приблизительно оцените) расстояние от вытянутой горизонтально руки до пола. Вычислите время падения выпущенного из руки предмета и его скорость при ударе о пол
РЕШЕНИЕ
Найти ускорение свободного падения шарика по рисунку 31, сделанному со стробоскопической фотографии. Интервал между снимками 0,1 с, а сторона каждого квадрата сетки на фотографии в натуральную величину равна 5 см
РЕШЕНИЕ
При свободном падении первое тело находилось в полете в 2 раза больше времени, чем второе. Сравнить конечные скорости тел и их перемещения
РЕШЕНИЕ
Г. Галилей, изучая законы свободного падения (1589 г.), бросал без начальной скорости разные предметы с наклонной башни в городе Пиза, высота которой 57,5 м. Сколько времени падали предметы с этой башни и какова их скорость при ударе о землю
РЕШЕНИЕ
Пловец, спрыгнув с пятиметровой вышки, погрузился в воду на глубину 2 м. Сколько времени и с каким ускорением он двигался в воде
РЕШЕНИЕ
Тело свободно падает с высоты 80 м. Каково его перемещение в последнюю секунду падения
РЕШЕНИЕ
Сколько времени падало тело, если за последние 2 с оно прошло 60 м?
РЕШЕНИЕ
Чему равно перемещение свободно падающего тела в n-ю секунду после начала падения
РЕШЕНИЕ
Какую начальную скорость надо сообщить камню при бросании его вертикально вниз с моста высотой 20 м, чтобы он достиг поверхности воды через 1 с? На сколько дольше длилось бы падение камня с этой же высоты при отсутствии начальной скорости
РЕШЕНИЕ
Одно тело свободно падает с высоты h1; одновременно с ним другое тело начинает движение с большей высоты h2. Какой должна быть начальная скорость и0 второго тела, чтобы оба тела упали одновременно
РЕШЕНИЕ
Стрела, выпущенная из лука вертикально вверх, упала на землю через 6 с. Какова начальная скорость стрелы и максимальная высота подъема
РЕШЕНИЕ
Во сколько раз больше высота подъема тела, брошенного вертикально вверх на Луне, чем на Земле, при одинаковой начальной скорости?
РЕШЕНИЕ
Во сколько раз надо увеличить начальную скорость брошенного вертикально вверх тела, чтобы высота подъема увеличилась в 4 раза
РЕШЕНИЕ
Из точки, расположенной на достаточно большой высоте, одновременно брошены два тела с одинаковыми по модулю скоростями v0 = 2 м/с: одно вертикально вверх, а другое вертикально вниз. Каким будет расстояние между телами через 1 с; 5 с; через промежуток времени, равный
РЕШЕНИЕ
При бросании мяча вертикально вверх мальчик сообщает ему скорость, в 1,5 раза большую, чем девочка. Во сколько раз выше поднимется мяч, брошенный мальчиком
РЕШЕНИЕ
Снаряд зенитной пушки, выпущенный вертикально вверх со скоростью 800 м/с, достиг цели через 6 с.

На какой высоте находился самолет противника и какова скорость снаряда при достижении цели? Как отличаются реальные значения искомых величин от вычисленных
РЕШЕНИЕ
Тело брошено вертикально вверх со скоростью 30 м/с. На какой высоте и через какое время скорость тела (по модулю) будет в 3 раза меньше, чем в начале подъема
РЕШЕНИЕ
МЯЧ был брошен вертикально вверх дважды. Второй раз ему сообщили скорость, в 3 раза большую, чем в первый раз. Во сколько раз выше поднимается мяч при втором бросании?
РЕШЕНИЕ
Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Написать уравнение движения y = y(t). Найти, через какой промежуток времени тело будет на высоте: а) 15 м; б) 20 м; в) 25 м . Указание. Ось Y направить вертикально вверх; принять, что при t = 0 y = 0
РЕШЕНИЕ
С балкона, находящегося на высоте 25 м над поверхностью земли, бросили вертикально вверх мячик со скоростью 20 м/с. Написать формулу зависимости координаты от времени y(t), выбрав за начало отсчета: а) точку бросания; б) поверхность земли. Найти, через какое время мячик упадет на землю.
РЕШЕНИЕ

ДВИЖЕНИЕ ТЕЛА В ПОЛЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

Оборудование

1. Блок механический БМ3 1 шт.

Краткое теоретическое введение

Тело, брошенное под углом α к горизонту, движется под действием силы тяжести.

Если другими силами (например, сопротивлением воздуха) можно пренебречь, то движение называют свободным падением. Ускорение поля тяжести называют ускорением свободного падения g. Оно направлено вертикально вниз и в условиях опыта может считаться постоянным по модулю.

Рис.1

Рассмотрим как движетс пуля, выпущенная из ствола со скоростью U под углом относительно горизонта. Движение пули в проекциях на ось X , направленную горизонтально в сторону полета пули, и ось Y , направленную вертикально вверх (рис.1) описываются следующими уравнениями:

(1)

(2)

(3)

(4)

Скорость пули сразу после выстрела можно определить, стреляя первоначально в горизонтальном направлении (α = 0). Из (3) и (4) при этом получим:

(5)

L – дальность полета пули в горизонтальном направлении. Таким образом, произведя выстрел в горизонтальном направлении с высоты h , и измерив дальность полета пули L по формуле (5) можно вычислить начальную скорость пули V. Эта скорость определяется потенциальной энергией сжатой пружины пистолета, она практически не зависит от угла α.

Теперь рассмотрим полет пули, пущенной под углом α к горизонту с высоты h . В точке падения Y = 0. Используя (3) и (4), обозначив дальность полета пули L , получим формулу для расчета этой величины:

(6)

где V₀ определяется по формуле (5).

Методика эксперимента

Экспериментальная установка представляет собой пружинный пистолет, закрепленный на высоте h над узкой доской вблизи ее конца. Угол наклона ствола пистолета α может изменяться. В наборе имеется несколько пуль с различной массой m. Поверхность доски и передняя часть пули покрыты лентой-липой, что позволяет предотвратить отскок пули при падении, а также зафиксировать положение пули для измерения дальности ее полета. Эти измерения проводятся с помощью закрепленной вдоль доски линейки.

Порядок выполнения работы

1. Установите пружинный пистолет горизонтально. Определите высоту h, на которой находится пуля. Соблюдая правила техники безопасности, зарядите пистолет, закрепив в стволе одну из пуль.

2. Нажав спусковую кнопку, произведите выстрел. Измерьте дальность полета L. Запишите полученные результаты. Опыт повторите пятикратно. Проведите математическую обработку полученных результатов.

3. Установите пружинный пистолет под углом α к горизонту. Запишите значение этого угла.

4. Зарядите пистолет пулей, для которой проведен опыт п.2. Произведите выстрел. Измерьте и запишите дальность полета этой пули L при заданном угле α. Повторите опыт пятикратно. Проведите математическую обработку полученных результатов.

5. Получите расчетное значение дальности полета пули по формуле (6). Сравните его с полученным в опыте.

6. Повторите п.п. 3-5 для других углов α.

7. Повторите п.п.2-5 для пуль с другими массами.

Контрольные вопросы.

1. Почему в уравнения (1) И (3) не входит ускорение свободного падения?

2. Как влияет сопротивление воздуха на дальность полета?

3. Используя экспериментальные данные для одного случая, определите теоретически максимальную высоту подъема тела, брошенного под углом к горизонту.

4. Считая, что потенциальная энергия сжатой пружины полностью переходит в кинетическую энергию тела, оцените энергию сжатой пружины для одного случая, используя соответствующие экспериментальные данные.

Добавить комментарий

Закрыть меню