Nauczyciel: Dorota Dowiatt Przedmiot: Fizyka
Klasa: 1A
Temat lekcji: Rzut pionowy i spadek swobodny Data lekcji: 08.04.2020
Wprowadzenie do tematu: Spadek swobodny i rzut pionowy
Spadek swobodny to fizyczne pojęcie, które w uproszczony sposób opisuje ruch ciała, które na początku znajdowało się w spoczynku i w reakcji na siłę grawitacji zaczęło się poruszać (spadać). Pamiętajcie, że w szkole średniej nie uwzględniamy oporów powietrza, dlatego z obliczeń może wam wyjść, że kamień spada tak samo jak piórko (co było by prawdą gdyby spadały w próżni). Tak więc rozpatrujemy wyłącznie oddziaływanie siły grawitacji danego obiektu np. ziemi na nasze ciało, które spada swobodnie.
Ciało w spadku swobodnym porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym.
Możemy więc stosować wzory na przyspieszenie:
a = 𝑉𝑡 oraz S = 𝑎𝑡22
Zdjęcie
stroboskopowe spadającego swobodnie jabłka
z małą zmianą przyspieszenie a zastąpimy przyspieszeniem ziemskim g, natomiast przebytą drogę s zamienimy na przebytą wysokość h, w wyniku tego i po małym przekształceniu otrzymamy:
V = gt oraz h = 𝑔𝑡2
2
gdzie:
V- prędkość ciała w danym momencie [𝑚𝑠], g - przyspieszenie ziemskie, wynosi 9,81[𝑚
𝑠2], t - czas [s]
h - wysokość jaką przebyło ciało [m]
Jednak jeśli chcemy obliczyć na jakiej wysokości aktualnie znajduje się ciało od poziomu zero powinniśmy skorzystać z wzoru:
h=h0− 𝑔𝑡2
2
gdzie:
h - wysokość na jakiej się znajduje ciało[m]
h0 - wysokość początkowa ciała[m]
g - przyspieszenie ziemskie, wynosi 9,81[𝑚𝑠2], t – czas [s]
Doświadczenie obrazujące spadek swobodny w powietrzu i w próżni https://youtu.be/rQkUt88kJkc
(króciutkie jest, dacie radę obejrzeć )
Rzut pionowy
Ogólnie mówiąc rzut pionowy jest to rzucenie, np. piłki pionowo w górę, najpierw piłka wznosi się a następnie spada. Na ciało działa tylko siła grawitacji.
Podział rzutu pionowego na etapy lotu:
1) na początku ciało znajduje się na zerowej wysokości (na ziemi) bez ruchu
2) następnie po nadaniu prędkości początkowej ciało porusza się w górę ruchem jednostajnie opóźnionym (leci w górę ale coraz wolniej bo grawitacja na nie oddziałuje)
3) osiąga najwyższy punkt lotu na u bardzo mały ułamek sekundy
4) następnie zaczyna spadać ruchem jednostajnie przyspieszonym (dokładnie tak jak w spadku swobodnym)
5) rozpatrywanie rzutu pionowego kończymy w momencie zetknięcia się ciała z podłożem, czyli w ułamku sekundy gdy ciało spadając zaczyna dotykać ziemi, nie rozpatrujemy czy odbije się od ziemi czy się w nią wbije a może rozbije, to nas już nie interesuje.
Jeśli rozważymy zmiany prędkości stalowej kulki, która została a) upuszczona
b) rzucona w dół z prędkością V0 = -2 𝑚
𝑠
c) rzucona w górę z prędkością V0 = 2 𝑚𝑠 otrzymamy trzy wykresy:
Dlaczego przy rzucie kulki w dół (b) prędkość początkowa wynosi -2 a nie 2? Ponieważ wektor prędkości ma zwrot przeciwny do osi pionowej. Natomiast w trzecim przypadku kulka poruszała się w górę, ale coraz wolniej, zatrzymała się i zaczęła spadać w dół z coraz większą prędkością.
Instrukcje do pracy własnej: Po przeanalizowaniu tematy proszę wykonać zadanie:
Rozbitkowie wystrzeliwali race świetlne, które wznosiły się na maksymalną wysokość h=30 m i tam wybuchały. Oblicz prędkość, z jaką raca wylatywała z pistoletu, i czas jej wznoszenia.
Informacja zwrotna:
Ponieważ ogólnie wiadomo, że na święta się nic nie zadaje na odpowiedzi czekam do piątku 17 kwietnia (po świętach) pod adresem dorota_dowiatt@wp.pl
