science >> Wetenschap >  >> Fysica

Bereken de snelheid van vallende objecten

Twee voorwerpen van verschillende massa die uit een gebouw vallen en die door Galileo bij de scheve toren van Pisa zijn gedemonstreerd, zullen gelijktijdig de grond raken. Dit gebeurt omdat de versnelling als gevolg van de zwaartekracht constant is op 9,81 meter per seconde per seconde (9,81 m /s ^ 2) of 32 voet per seconde per seconde (32 ft /s ^ 2), ongeacht de massa. Als gevolg hiervan zal de zwaartekracht een vallend object versnellen, zodat de snelheid ervan 9,81 m /s of 32 ft /s verhoogt voor elke seconde dat het een vrije val ervaart. Snelheid (v) kan worden berekend via v = gt, waarbij g staat voor de versnelling als gevolg van de zwaartekracht en t staat voor tijd in vrije val. Verder wordt de afgelegde afstand door een vallend object (d) berekend via d = 0,5gt ^ 2. Ook kan de snelheid van een vallend object worden bepaald vanaf de tijd in de vrije val of vanaf de afgevallen afstand.

Bekende Tijd -

Converteer alle tijdseenheden naar seconden. Een object dat voor 850 milliseconden valt, valt bijvoorbeeld 0,850 seconden.

Bereken de metrische oplossing van de snelheid door de tijd in vrije val te vermenigvuldigen met 9,81 m /s ^ 2. Voor een object dat 0,850 seconden daalt, is v = 9,81 m /s ^ 2 * 0,850 s = 8,34 m /s.

Bepaal de imperiale oplossing door de tijd in vrije val te vermenigvuldigen met 32 ​​ft /s ^ 2. Vervolg van het vorige voorbeeld, v = 32 ft /s ^ 2 * 0.850 = 27.2 ft /s. Dientengevolge is de snelheid van het vallende object in het voorbeeld 27,2 feet per seconde.

Bekende afstand

Converteer alle eenheden met afgelegde afstand naar eenheden van feet of meter met behulp van online eenheid conversietool. Een afstand van 88 inch vertegenwoordigt bijvoorbeeld 7,3 voet of 2,2 meter.

Bereken de tijd tijdens vrije val volgens t = [d /(0,5 g)] ^ 0,5, wat de vergelijking d = 0,5 vertegenwoordigt gt ^ 2 opgelost voor tijd. Voor een object dat 2,2 meter valt, t = [2,2 /(0,5 * 9,81)] ^ 0,5 of t = 0,67 seconden. Als alternatief is t = [7.3 /(0.5 * 32)] ^ 0.5 = 0.68 seconden.

Bepaal de snelheid op het moment van de botsing volgens v = gt. Verdergaande voorgaande voorbeelden, v = 9,81 * 0,67 = 6,6 m /s of v = 32 * 0,68 = 21,8 ft /s. Bijgevolg is de snelheid van het vallende object in het voorbeeld 21,8 feet per seconde.

Tip

Deze berekeningen zijn sterk vereenvoudigd door de luchtweerstand te negeren of te slepen. Slepen moet in de berekeningen worden opgenomen om de exacte snelheid van een specifiek vallend object te vinden.