MECHANIKA
KINEMATIKA POHYBU HMOTNÉHO BODU
Volný pád
Je to pohyb rovnoměrně zrychlený s nulovou počáteční rychlostí a zrychlením g = 9,81 m · s-2.
Tímto pohybem se pohybují tělesa volně padající k Zemi ve vakuu v blízkosti povrchu Země.
ZAVEDENÍ A POPIS POHYBU
Proveďte následující jednoduchý pokus:
Vezměte do ruky libovolné těleso (míček, tužku, ...) a pusťte ho volně k Zemi. Co pozorujete? Zkuste popsat a charakterizovat pohyb, kterým se těleso k Zemi pohybuje z hlediska velikosti rychlosti a z hlediska trajektorie.
Videopokus
(formát .mp4, zdroj: BBC, délka 2:32)
Galileo.mp4Pokus s Newtonovou trubicí
z trubice nejprve odčerpáme vzduch
potom ji překlopíme a sledujeme pád peříčka a kuličky
ZÁVĚR
Peříčko dopadlo na dno ve vyčerpané trubici ve stejném okamžiku jako kulička.
CELKOVÉ SHRNUTÍ
Zrychlení je pro všechna tělesa padající ve vakuu volným pádem stejné. Nazýváme ho tíhové zrychlení a značíme malé g.
Vlastnosti tíhového zrychlení:
1) značka: g
2) je to vektor
3) směřuje vždy svisle dolů
4) závisí na zeměpisné šířce (vysvětlení později)
5) jeho velikost je 9,80665 m · s-2 (v praxi používáme hodnotu 10 m · s-2)
RYCHLOST a DRÁHA volného pádu
Víme, že volný pád je pohyb rovnoměrně zrychlený s nulovou počáteční rychlostí a s konstantním zrychlením g, které směřuje k zemi. Porovnáním tohoto pohybu s pohybem rovnoměrně zrychleným se musí rychlost a dráha tohoto pohybu spočítat podle těchto vztahů:
g ... tíhové zrychlení, t ... čas, d ... posunutí, s ... dráha
ÚLOHY
ÚLOHA 1
Míč padá volným pádem z výšky 20 metrů. Jak velkou rychlostí dopadne na zem? (g = 10 m · s-2)
(20 m · s-1)
ÚLOHA 2
Volně padající kámen (Sbírka řešených úloh KDF MFF UK)
ÚLOHA 3
Kamínek na římse (Sbírka řešených úloh KDF MFF UK)