вільне падіння

Презентацію підготувала: Мишовська Каріна, учениця 10 – А класу.Вчитель: Совгира Світлана Миколаївна.

Вільне падіння

• Прикладом рівноприскореного руху є вільне падіння.

• Вільним падінням називають рух тіла тільки під впливом притягання до Землі. При такому русі прискорення однакове для всіх тіл, його називають прискоренням вільного падіння.

Першим, хто визначив прискорення вільного падіння, був видатний італійський учений Галілео Галілей. Якщо взяти різні за масою і розмірами тіла та кинутиїх з висоти кількох метрів, то ми побачимо, що прискорення цих тіл будуть різними. Але це пояснюється тим, що на шляху до землі тілам заважає повітря. Якщо б рух здійснювався у вакуумі, то прискорення всіх тіл було б однаковим.

Падіння до Галілея

• До Галілео в фізиці побутувала думка, що важчі тіла повині падати із більшою швидкістю ніж легші. Ці швидкості мали б бути пропорційні масам тіл. Тобто тіло А з вагою у 10 раз більшою за вагу тіла Б має падати із швидкістю в 10 разів більшою за швидкість останнього.

Уявний експеримент Галілея• У своїй книзі «Бесіди і математичні докази, що стосуються двох нових

галузей науки, що відносяться до механіки і місцевого руху» Галілей пише:

• ... Таким чином, якщо ми маємо два падаючих тіла, природні швидкості яких різні, і з'єднаємо тіло, що рухається швидше з тілом, що рухається повільніше то ясно, що рух тіла, що падає швидше, трохи сповільниться, а рух іншого трохи прискориться.

• ... Але якщо це так і якщо разом з тим вірно, що більший каміньрухається, скажімо, зі швидкістю вісім «градусів», тоді як інший, менший – зі швидкістю в чотири «градуса», то, з'єднавши їх разом, ми повинні отримати швидкість меншу восьми «градусів», а проте два камені, з'єднані разом, складаютьт іло, більше початкового, яке має швидкість у вісім «градусів», і, отже, виходить, що більш важке тіло рухається з меншою швидкістю, ніж більш легке, а це суперечить нашим припущенням.

Дослід із коченням по похилій поверхні

• Через недосконалість вимірювального обладнання того часу, вільне падіння тіл вивчати було майже неможливо, у пошуках способу зменшення швидкості руху Галілей замінив вільне падіння на кочення по похилій поверхні, де були значно менші швидкості та опір повітря. Було поміченно, що з часом швидкість руху зростає – тіла рухаються з прискоренням. Швидкість та прискорення не залежать ні від маси, ні від матеріалу кулі.

Припустивши, що сталося б у випадку вільного падіння тіл у вакуумі, Галілей вивів наступні закони падіння тіл для ідеального випадку:

1. Всі тіла при падінні рухаються однаково: почавши падати одночасно, вони рухаються з однаковою швидкістю

2. Рух відбувається з постійним прискоренням

Досліджуючи вільне падіння тіл Галілео Галілей (1564-1642) встановив:

I. для всіх тіл, що вільно падають, прискорення однакове і дорівнює 9,81 м/с2;

II. Прискорення вільного падіння напрямлено вертикально вниз, задаючи вертикаль;

III. Прискорення вільного падіння не залежить від напрямку руху, швидкості тіла, маси тіла його форми та розмірів;

IV. Прискорення вільного падіння залежить від географічної широти, висоти та неоднорідностей земної кулі.

• При розв’язанні задач на такий рух систему від ліку пов’язують із Землею, а координата тіла — його висота над поверхнею Землі. Висота позначається літерою h та вимірюється в метрах.

Прискорення вільного падіння на Землі

• Прискорення вільного падіння не однакове скрізь на Землі. Стандартне значення приблизно відповідає прискоренню падіння тіла на широті 45° і на висоті рівня моря. Відхилення від стандартної величини обумовлено низкою причин.

Причини Обертанням Землі. Внаслідок

обертанняЗемлі, за рахунок дії доцентрової сили, прискорення вільного падіння тіла на полюсах вище, ніж на екваторі.

Формою Землі. Земля не ідеальна сфера, а має сплюснуту на полюсах форму.

Висотою над рівнем моря. Неоднорідністю Землі.