La chute libre et tir vertical ils constituent les deux mouvements verticaux libres, caractérisés ainsi en ayant la particularité de suivre une seule trajectoire de haut en bas (en cas de chute libre) et de bas en haut (en cas de projection verticale). Ils sont dits libres parce qu'ils n'ont pas de force de frottement, c'est-à-dire qu'ils sont considérés de manière quelque peu abstraite qu'ils sont réalisés dans le vide. La simplicité de ces deux mouvements, due à l'absence de forces de résistance, en fait l'un des premiers à rejoindre l'apprentissage des sciences physiques, courant dans les écoles secondaires. Dans les exercices associés à ces deux mouvements, le poids ou la masse n'interviennent pas, et le fait que le frottement ne soit pas pris en compte signifie que la forme du mobile qui monte ou descend n'a pas d'importance.
Le noyau de la chute libre et projection verticalec'est qu'ils appartiennent à la catégorie physique du mouvement rectiligne, uniformément variée. Cela signifie que, comme indiqué, ils poursuivent un seul chemin, qui ne le suivent pas avec une seule vitesse mais avec une seule accélération: cette accélération s'appelle la gravité, une magnitude qui sur terre est d'environ 9,8 mètres par seconde, pour chaque seconde.
( *) Dit mathématiquement, c'est 9,8 M / S2, et il est expliqué dans la mesure où à partir d'une position initiale, à chaque seconde la vitesse sera de 9,8 mètres par seconde (une mesure de la vitesse) supérieure.
Tandis que le propriétés physiques des deux mouvements ils sont similaires, diffèrent par certaines caractéristiques. Puis le principales différences entre la chute libre et la projection verticale:
- En chute libre, le corps tombe librement du repos sans être projeté dans aucune direction, donc une vitesse initiale égale à 0 est considérée.
- En prise de vue verticale, par contre, le mouvement est effectué de bas en haut avec une vitesse initiale, où à la montée le mouvement est retardé et l'accélération est vers le bas, et la vitesse vers le haut. La vitesse du mobile s'arrête jusqu'à ce qu'elle atteigne 0 au point le plus élevé du trajet, à partir duquel un mouvement de chute libre commence.
La liste suivante comprendra quelques exemples de chute libre et autres exemples de plans verticaux, des exercices avec leur solution correspondante qui facilitent leur compréhension.
- Une balle est droppée d'un bâtiment, ce qui prend 8 secondes pour atteindre le sol. À quelle vitesse la balle touche-t-elle le sol? Résolution: Avance à une accélération de 9,81 M / S2 pendant 8 secondes, c'est-à-dire qu'il frappe à une vitesse de 78 M / S.
- Dans l'exercice précédent, quelle est la hauteur du bâtiment? Résolution: La hauteur du bâtiment est calculée comme la moitié de l'accélération, multipliée par le carré du temps: dans ce cas, ce sera (½ * 9.81 M / S2) * (8S)2. La hauteur du bâtiment est de 313,92 mètres.
- Un objet tombe en chute libre et atteint une vitesse de 150 M / S. Combien de temps a-t-il fallu pour tomber? Résolution: Cela prend environ 15 secondes.
- Quelle est la vitesse finale d'un objet en chute libre qui part du repos et tombe pendant 10 secondes? Résolution: 98,1 M / S.
- Sur une autre planète, un mobile est lancé et met 20 secondes pour atteindre le sol, où il arrive avec une vitesse de 4 M / S. Quelle est l'accélération de la gravité sur cette planète? Résolution: L'accélération y est de 0,2 M / S2.
- Un projectile est lancé verticalement vers le haut avec une vitesse initiale de 25 M / S. Combien de temps faut-il pour arriver à votre vitesse maximale? Résolution: Fait partie du 25 M / S, et perd 9,81 chaque seconde. Par conséquent, il faudra 2,54 secondes pour atteindre le sol.
- Dans l'exercice précédent, quelle est la hauteur correspondant à la vitesse maximale? Résolution: La hauteur est calculée comme la moitié de la vitesse initiale, multipliée par le temps. Ici 12,5 M / S * 2,54 S = 31,85 mètres.
- Une balle est lancée vers le haut avec une vitesse initiale de 22 M / S. Quelle est sa vitesse à 2 secondes? Résolution: 2,38 M / S.
- À quelle vitesse initiale une flèche doit-elle être tirée verticalement vers le haut pour atteindre une hauteur de 110 mètres en 5,4 secondes? Résolution: Comme la vitesse est perdue, on part du final et le produit du temps et de la gravité est ajouté: 110 M / S + 5,4 S * 9,81 M / S2 = 162,97 M / S.
- Combien de temps faut-il à un mobile projeté vers le haut avec une vitesse initiale de 200 M / S pour s'arrêter complètement? Résolution: Cela prend 20,39 secondes.
