Voľný pád

1. Kód ITMS projektu: 26110130519 Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia Voľný pád

2. Obsah • Dráha voľného pádu • Čas pádu a rýchlosť dopadu • Riešenie príkladu • Príklad • Zdroje • Pohyb telies v gravitačnom poli • Pokus s Newtonovou trubicou • Voľný pád • Zrýchlenie voľného pádu • GalileoGalilei • Rýchlosť voľného pádu

3. Pohyb telies v gravitačnom poli • V okolí Zeme pôsobí na všetky telesá tiažová sila. V blízkosti povrchu Zeme je konštantná. • V dôsledku tejto sily padajú telesá smerom k povrchu Zeme. • Pád telesa pod vplyvom tiažovej sily sa najčastejšie uskutočňuje vo vzduchu.

4. Pokus s Newtonovou trubicou • Predstavte si pokus, pri ktorom drobné predmety s rôznymi hmotnosťami, napr. broky, kúsky papiera, pierko, padajú v dlhej zvislej trubici, z ktorej sme vyčerpali vzduch.  • Pokusmi s Newtonovou trubicou môžeme ukázať, že vo vákuu všetky telesá spustené súčasne padajú spolu. Ak z nej nevyčerpáme vzduch, guľôčka dopadne na dno skôr ako pierko.  Pierko kladie vzduchu oveľa väčší odpor.

5. Voľný pád • sa nazýva pád voľne spustených telies na Zem vo vákuu (bez začiatočnej rýchlosti). • jerovnomernezrýchlený priamočiary pohyb • príčinouvoľnéhopádu je pôsobenietiažovejsily na padajúceteleso • má smer zvislý nadol so stálym zrýchlením • zrýchlenie voľného pádu sa nazýva tiažové zrýchlenie g

6. Zrýchlenie voľného pádu • veľkosť tiažového zrýchlenia závisí od nadmorskej výšky a od polohy na Zemi. • v našej zemepisnej šírke, pri povrchu Zeme je: g = 9,81 m.s-2 • v úlohách často používame hodnotu g = 10 m.s-2 • veľkosť tiažového zrýchlenia je možné určiť experimentálne v0 = 0 m.s-1

7. GalileoGalilei (1564 – 1642) • bol taliansky filozof, fyzik, astronóm, matematik obdobia renesancie svojimi pokusmi dokázal, že voľný pád je rovnomerne zrýchlený pohyb

8. Rýchlosť voľného pádu • pretože a = g, závislosť veľkosti okamžitej rýchlosti voľne padajúceho telesa od času je vyjadrená vzťahom: v = g . t rýchlosť narastá priamoúmerne s časom Graf závislosti rýchlosti od času pri voľnom páde

9. Dráha voľného pádu • Závislosť dráhy voľne padajúceho telesa od času môžeme vyjadriť vzťahom: g . t2 je to časť krivky, ktorá sa nazýva parabola Graf závislosti dráhy voľného pádu od času

10. Čas pádu a rýchlosť dopadu • dráha voľného pádu: g . • čas pádu td: • rýchlosť voľného pádu: v = g . t • rýchlosť dopadu: td = td h vd = vd

11. Riešenie príkladu • Akou rýchlosťou dopadne teleso na zem voľným pádom z výšky 70 m? Riešenie: t = h = 70 m g = 9,81 m . s-1 v = ? v = g . t v = g . v = v = = 133,41

12. Príklad • Z Eiffelovej veže – 320 m - bolo spustené teleso. a) Za aký čas dopadlo na zem? b) Akou rýchlosťou dopadlo na zem? c) V akej výške sa nachádzalo v 2 sekunde svojho letu ? d) Akú rýchlosť malo v 3 sekunde svojho letu ? e) Akú dráhu preletelo za 4 sekundy ? [ a) 8 s, b) 80 m/s, c) 300 m, d) 30 m/s, e) 80 m ]

13. Použité zdroje • Vachek J. a kol.: Fyzika pre 1. ročník gymnázií SPN Bratislava 2001 • Scholtz E., KirešM.:Fyzika,kinematika, SPN Bratislava 2001 • Tarábek, P. a kol.: Zmaturuj z fyziky, Didaktis, Bratislava, 2011 http://fyzika.utc.sk/sk/zaklady/priklady/8.html