Конспект лекций по УД Физика (1 курс, СПО, технический профиль ). Конспект лекций для студентов 1 курса всех форм обучения Специальность 19. 02. 10 Технология продукции общественного питания
 Скачать 4.41 Mb.
|
|
3.3. Свободное падение. Важный частный случай равнопеременного движения – это свободное падение тела в поле тяжести Земли. Свободным падением называют движение в вакууме, когда сопротивление воздуха отсутствует. Такие условия можно создать, откачав воздух из длинной стеклянной трубки. Находящиеся в трубке предметы, такие, как свинцовая дробинка, легкая пробка и перышко, при перевороте трубки вверх дном, будут падать с одинаковым ускорением и достигнут нижнего конца одновременно. В воздухе падение этих тел происходит иначе: первой достигает дна дробинка, затем пробка и лишь спустя некоторое время – перышко, которое плавно опускается, двигаясь практически равномерно. Во многих случаях и при наличии воздуха можно использовать идеализированное представление о свободном падении. Эта идеализация оказывается тем лучше, чем выше плотность тела. Например, свинцовая дробинка падает практически одинаково как в откачанной трубке, так и в трубке, заполненной воздухом. Свободное падение всех тел происходит с одинаковым ускорением – ускорением свободного падения g = 9,8 м/с2. Направление вектора  совпадает с направлением неподвижного отвеса и называется вертикалью в данном месте Земли. Обратим внимание на то, что свободным падением называют движение с ускорением g независимо от того, как при этом направлена скорость. Брошенный вверх или с начальной скоростью вниз камень находится в свободном падении во все моменты своего полета, пока не упадет на Землю. В случае свободного падения применимы все формулы, полученные выше для равнопеременного движения. 3.4. Движение тела, брошенного под углом к горизонту Если телу сообщить начальную скорость  , направленную под углом к горизонту, то его движение будет криволинейным. Это движение можно рассматривать в плоскости XOY как результат сложения двух прямолинейных движений – равномерного вдоль оси X и равнопеременного по оси Y с ускорением g. Подобные траектории имеют артиллерийские снаряды, футбольные мячи, летящие копья. В выбранной системе отсчета равномерное движение вдоль оси X описывается формулами:  ,  ,где x0 и  – абсцисса и проекция скорости тела на ось X в момент времени t0.Равнопеременное движение вдоль оси Y описывается формулами:   ,  ,где y0 и  – ордината и проекция скорости тела на ось Y в момент времени t0.В большинстве задач движение начинается из начала координат (x0=y0=0), поэтому уравнения движения упрощаются:  ,  .Найдем траекторию движения тела, избавившись в уравнениях движения от времени t:  ,  .Т. о., траекторией движения тела является парабола. Дальность полета получим, положив в последней формуле x = L, y = 0:  .Наибольшая дальность полета достигается при бросании тела под углом = 45 к горизонту: здесь sin 2 = sin 90 = 1. Наибольшую высоту подъема h найдем из условия, что в наивысшей точке проекция скорости на ось Y равна нулю:  .Откуда найдем время подъема:  .Тогда  .Наибольшая высота подъема достигается при бросании тела под углом = 90 к горизонту: здесь sin2 = sin2 90 = 1. В этом случае тело движется прямолинейно вертикально вверх и достигает высоты подъема   . |