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📜  基于自由落体解决问题

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:37.317000             🧑  作者: Mango

基于自由落体解决问题

当物体处于静止位置时，其中存储有能量，当物体开始移动时，就称该物体处于运动状态。运动中的物体具有动能，它不是产生的，它是通过简单地转换物体在静止位置时所具有的能量而获得的。运动可以用不同的方式定义，一维运动或一维运动是当对象仅在 1 个坐标中移动时，例如，一个男孩在直线上骑自行车。 2-D 或二维运动是指物体在 2 个坐标中移动，主要是在 x 和 y 坐标中，例如，儿童在不同方向上玩耍和奔跑。当物体在所有三个维度上移动时，就会观察到 3-D 或三维运动，例如，飞机或战斗机在所有三个方向上移动。

有一些特殊类型的运动，如圆周运动、抛物线运动、自由落体。但是，这些也属于上述类别，即圆周运动是二维运动，抛物线运动也是二维运动，自由落体是一维运动。要学习和理解的最基本的运动类型是一维运动。让我们更详细地了解一维运动，

直线运动

沿直线和一个方向运动的物体沿直线运动。示例可以是直线运动的汽车或自由落体的物体。如果物体在单位时间内行进相等的距离，则已知物体在直线上做匀速运动。例如，如果一辆汽车每秒行驶 3 米，它每秒行驶的距离相等，车体的速度为 3m/sec。

直线匀速运动

另一种情况可以是匀加速，在这种情况下，物体的加速度是匀速的，速度是匀速变化的。

如果物体/物体在相等的时间间隔内行进不相等的距离，则已知它在直线上具有非均匀运动。例如，一辆汽车前一秒行驶 2 米，下一秒行驶 3 米。

非匀速直线运动

自由落体

物体自由落体的定义是物体仅受到重力的影响而没有其他力作用于其上。在现实生活中，一个物体在经历自由落体时，还会受到空气摩擦等其他力，因此，它不会被认为是自由落体。自由落体的实例可以是围绕太阳旋转的月亮，因为它只会在下受力

自由落体运动方程

  • 第一运动方程

因为，在自由落体过程中，物体的初速度为 0m/sec，作用在其上的加速度为重力加速度（g= 9.8 m/sec2）。方程看起来像，

v= u+ 在

u=0m/sec, a=g= 9.8m/sec 2

v = gt

  • 第二运动方程

如上所述，自由落体下的第二个运动方程应为，

S = ut+ 1/2（在2处）

S = H, u=0m/sec, a= g= 9.8 m/sec 2

H = 1/2(gt 2 )

  • 第三运动方程

自由落体下的第三运动方程，

v 2 = u 2 + 2aS

S= H, u=0m/sec, a= g= 9.8m/sec 2

v 2 = 2gH

 

表格显示自由落体每秒的最终速度、覆盖距离、

Time

(in seconds)

012345

Acceleration

(in m/sec2)

9.89.89.89.89.89.8

distance

(in meters)

04.919.644.178.4122.5

velocity

(in m/sec)

09.819.629.439.249

示例问题

问题1：当物体自由落体时会发生什么？

回答：

问题2：如果球从一定高度落下，需要10秒才能到达地面，球的最终速度是多少。不考虑空气阻力。 [取 g= 10 m/sec 2 ]

解决方案：

问题3：罗汉从5米高处丢球，然后他跑下楼真快，看能不能接住球，1分钟就到了。他能否接住球，请注意忽略空气摩擦。

解决方案：

问题4：如果一个物体经历自由落体，第10秒物体的速度是多少？

解决方案：

问题 5：如果玩具处于自由落体状态且玩具最终达到的速度为 20m/sec，则求出玩具掉落的高度。

解决方案：