Свободное падение
Свободное падение — это движение тела, на которое действует только сила тяжести. В идеальной модели сопротивлением воздуха пренебрегают, поэтому все тела у поверхности Земли падают с одинаковым ускорением, если начальная скорость не влияет на сравнение движения.
Ускорение свободного падения обозначают буквой \(g\). Вблизи поверхности Земли принимают \(g \approx 9{,}8\ \text{м/с}^2\), а в школьных задачах часто используют \(g \approx 10\ \text{м/с}^2\). Подробнее его свойства рассматриваются на странице ускорение свободного падения.
Формула
Если тело начинает падать без начальной скорости, его скорость и пройденный путь через время \(t\) равны:
Здесь \(v\) — скорость, \(h\) — расстояние, пройденное вниз, \(t\) — время падения. Если тело бросили вниз или вверх, в формулах учитывают его начальную скорость и выбранное направление оси.
Камень отпустили без начальной скорости. Через \(2\ \text{с}\) при \(g=10\ \text{м/с}^2\) его скорость будет \(v=10\cdot2=20\ \text{м/с}\), а пройденный путь — \(h=\frac{10\cdot2^2}{2}=20\ \text{м}\). Воздушное сопротивление в этом расчёте не учитывается.
Свободное падение описывает движение тела. Невесомость описывает состояние, при котором тело не действует на опору или подвес с силой. Поэтому при свободном падении тела действительно наступает невесомость, но само понятие свободного падения не означает «отсутствие силы тяжести»: сила тяжести как раз и вызывает ускорение. Перегрузка, наоборот, возникает, когда опора действует на тело сильнее обычного.
Как изменится скорость тела, падающего без сопротивления воздуха, за каждую следующую секунду?
Главное
- Свободное падение — движение только под действием силы тяжести, без опоры и сопротивления воздуха.
- У поверхности Земли ускорение свободного падения примерно равно \(9{,}8\ \text{м/с}^2\) и направлено вниз.
- При свободном падении тело не испытывает действия опоры или подвеса, поэтому находится в состоянии невесомости.