Галилей первым предположил, что объекты падают на Землю со скоростью, не зависящей от их массы. То есть все объекты во время свободного падения ускоряются с одинаковой скоростью. Позже физики установили, что объекты ускоряются со скоростью 9,81 метра в секунду в секунду, м / с ^ 2, или 32 фута в секунду в секунду, фут / с ^ 2; физики теперь называют эти постоянные ускорением свободного падения g. Физики также установили уравнения для описания взаимосвязи между скоростью или скоростью объекта v, пройденным расстоянием d и временем t, которое он проводит в свободном падении. В частности, v = g * t и d = 0,5 * g * t ^ 2.
Измерьте или иным образом определите время t, которое объект проводит в свободном падении. Если вы работаете над проблемой из книги, эту информацию следует указать отдельно. В противном случае измерьте время, необходимое для того, чтобы объект упал на землю, с помощью секундомера. В целях демонстрации рассмотрим упавший с моста камень, который ударяется о землю через 2,35 секунды после того, как его выпустили.
Рассчитайте скорость объекта в момент удара по формуле v = g * t. Для примера, приведенного на шаге 1, v = 9,81 м / с ^ 2 * 2,35 с = 23,1 метра в секунду, м / с, после округления. Или, в английских единицах измерения, v = 32 фут / с ^ 2 * 2,35 с = 75,2 фута в секунду, фут / с.
Вычислите расстояние, на которое упал объект, используя d = 0,5 * g * t ^ 2. В соответствии с научным порядком операций вы должны сначала вычислить показатель степени или член t ^ 2. В примере из шага 1 t ^ 2 = 2,35 ^ 2 = 5,52 с ^ 2. Следовательно, d = 0,5 * 9,81 м / с ^ 2 * 5,52 с ^ 2 = 27,1 метра или 88,3 фута.
Вещи, которые вам понадобятся
- Секундомер
- Калькулятор
Советы
При фактическом измерении времени, в течение которого объект находится в свободном падении, повторите измерение не менее трех раз и усредните результаты, чтобы минимизировать экспериментальную ошибку.