science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe snelheid te vinden van massa en lengte

In de Middeleeuwen geloofden mensen dat hoe zwaarder een object was, hoe sneller het zou vallen. In de 16e eeuw weerlegde de Italiaanse wetenschapper Galileo Galilei dit idee door twee metalen kanonskogels van verschillende groottes te laten vallen op de scheve toren van Pisa. Met de hulp van een assistent kon hij bewijzen dat beide objecten met dezelfde snelheid vielen. De massa van de aarde is zo groot in vergelijking met die van jullie dat alle objecten nabij het aardoppervlak dezelfde versnelling zullen ervaren - tenzij ze een substantiële luchtweerstand tegenkomen. (Een veer bijvoorbeeld, zou duidelijk veel langzamer vallen dan een kanonskogel.) Om de snelheid van een vallend voorwerp te bepalen, heb je alleen de initiële opwaartse of neerwaartse snelheid nodig (als deze bijvoorbeeld in de lucht was geworpen) en de lengte of the time it's falling.

De zwaartekracht zorgt ervoor dat objecten nabij het aardoppervlak vallen met een constante versnelling van 9,8 meter per seconde in het kwadraat, tenzij de luchtweerstand aanzienlijk is. Houd er rekening mee dat de integraal van versnelling na verloop van tijd snelheid oplevert.

Vermenigvuldig de lengte van de tijd dat het object is gedaald met 9,8 meter per seconde in het kwadraat. Als een object bijvoorbeeld 10 seconden in vrije val is geweest, zou het zijn: 10 x 9,8 = 98 meter per seconde.

Trek uw resultaat af van de aanvankelijke opwaartse snelheid van het object. Als de initiële opwaartse snelheid bijvoorbeeld 50 meter per seconde is, zou dit zijn: 50 - 98 = -48 meter per seconde. Dit antwoord is de snelheid van het object. Een negatieve snelheid betekent dat deze naar beneden beweegt (valt), wat precies is wat we zouden verwachten.

TL; DR (Te lang; niet gelezen)

Uiteindelijk zal het object raken de grond en go splat, op welk punt de snelheid 0 is. Je kunt bepalen wanneer het object de grond raakt door de volgende vergelijking te gebruiken:

positie = initiële hoogte + VT - 4,9 T kwadraat

waarbij T de lengte is van de verstreken tijd en V de initiële opwaartse snelheid is