Il caduta libera e tiro verticale costituiscono i due movimenti verticali liberi, caratterizzati in tal modo dall'avere la particolarità di perseguire un'unica traiettoria dall'alto verso il basso (nel caso di caduta libera) e dal basso verso l'alto (nel caso di lancio verticale). Sono chiamati liberi perché non hanno alcuna forza di attrito, cioè perché sono considerati in un modo un po 'astratto che si svolgono nel vuoto. La semplicità di questi due movimenti, dovuta all'assenza di forze di resistenza, li rende uno dei primi ad unirsi all'apprendimento delle scienze fisiche, comune nelle scuole secondarie. Negli esercizi associati a questi due movimenti, il peso o la massa non intervengono, e il fatto che non si consideri l'attrito significa che la forma del mobile che si alza o si abbassa non ha importanza.
Il cuore di caduta libera e lancio verticaleè che appartengono alla categoria fisica del moto rettilineo, uniformemente variato. Ciò significa che, come affermato, perseguono un unico percorso, che non la seguono con una sola velocità ma con una sola accelerazione: questa accelerazione si chiama gravità, una magnitudine che sulla terra è di circa 9,8 metri al secondo, per ogni secondo.
( *) Detto matematicamente, è 9,8 M / S2, ed è spiegato nella misura in cui partendo da una posizione iniziale, in ogni secondo la velocità sarà di 9,8 metri al secondo (una misura della velocità) maggiore.
Mentre il proprietà fisiche di entrambi i movimenti sono simili, differiscono per alcune caratteristiche. Poi il principali differenze tra caduta libera e lancio verticale:
- In caduta libera, il corpo può cadere liberamente da fermo senza essere lanciato in nessuna direzione, quindi si considera una velocità iniziale pari a 0.
- Nel tiro verticale, invece, il movimento viene eseguito dal basso verso l'alto con una velocità iniziale, dove durante la salita il movimento è ritardato e l'accelerazione è verso il basso, e la velocità verso l'alto. La velocità del mobile si ferma fino a raggiungere lo 0 nel punto più alto del percorso, da cui inizia un movimento in caduta libera.
Il seguente elenco ne includerà alcuni esempi di caduta libera e altri esempi di ripresa verticale, esercizi con la soluzione corrispondente che facilitano la loro comprensione.
- Una palla viene lanciata da un edificio, che impiega 8 secondi per raggiungere il suolo. Quanto velocemente la palla colpisce il suolo? Risoluzione: Avanza con un'accelerazione di 9,81 M / S2 per 8 secondi, cioè colpisce alla velocità di 78 M / S.
- Nell'esercizio precedente, qual è l'altezza dell'edificio? Risoluzione: L'altezza dell'edificio è calcolata come metà dell'accelerazione, per il quadrato del tempo: in questo caso sarà (½ * 9,81 M / S2) * (8S)2. L'altezza dell'edificio è di 313,92 metri.
- Un oggetto cade in caduta libera e raggiunge una velocità di 150 M / S. Quanto tempo ci è voluto per cadere? Risoluzione: Ci vogliono circa 15 secondi.
- Qual è la velocità finale di un oggetto in caduta libera che parte da fermo e cade per 10 secondi? Risoluzione: 98,1 M / S.
- Su un altro pianeta, viene lanciato un cellulare e impiega 20 secondi per raggiungere il suolo, dove arriva con una velocità di 4 M / S. Qual è l'accelerazione di gravità su quel pianeta? Risoluzione: L'accelerazione è di 0,2 M / S2.
- Un proiettile viene lanciato verticalmente verso l'alto con una velocità iniziale di 25 M / S. Quanto tempo ci vuole per arrivare al punto di massima velocità? Risoluzione: Parte del 25 M / S, e perde 9,81 ogni secondo. Pertanto, ci vorranno 2,54 secondi per raggiungere il suolo.
- Nell'esercizio precedente, qual è l'altezza corrispondente alla velocità massima? Risoluzione: L'altezza è calcolata come metà della velocità iniziale, moltiplicata per il tempo. Qui 12,5 M / S * 2,54 S = 31,85 metri.
- Una palla viene lanciata verso l'alto con una velocità iniziale di 22 M / S. Qual è la sua velocità a 2 secondi? Risoluzione: 2,38 M / S.
- Con quale velocità iniziale deve essere lanciata una freccia verticalmente verso l'alto per raggiungere un'altezza di 110 metri in 5,4 secondi? Risoluzione: Man mano che si perde velocità, si parte dal finale e si aggiunge il prodotto di tempo e gravità: 110 M / S + 5.4 S * 9.81 M / S2 = 162,97 M / S.
- Quanto tempo impiega un mobile lanciato verso l'alto con una velocità iniziale di 200 M / S per fermarsi completamente? Risoluzione: Occorrono 20,39 secondi.
