science >> Wetenschap >  >> Fysica

Snelheid vinden vanuit massa en hoogte

In de middeleeuwen geloofden mensen dat hoe zwaarder een object, hoe sneller het zou vallen. In de 16e eeuw weerlegde de Italiaanse wetenschapper Galileo Galilei dit idee door twee metalen kanonskogels van verschillende grootte vanaf de scheve toren van Pisa te laten vallen. 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 jou dat alle objecten nabij het aardoppervlak dezelfde versnelling zullen ervaren - tenzij ze aanzienlijke luchtweerstand ondervinden. (Een veer bijvoorbeeld, zou duidelijk veel langzamer vallen dan een kanonskogel.) Om de snelheid van een vallende voorwerp te bepalen, heb je alleen de initiële opwaartse of neerwaartse snelheid nodig (als deze bijvoorbeeld in de lucht werd gegooid) en de lengte van tijd dat het is gevallen.

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

    Vermenigvuldig de tijd dat het object in het kwadraat is gevallen met 9,8 meter per seconde. Als een object bijvoorbeeld 10 seconden in vrije val is geweest, is dit: 10 x 9,8 \u003d 98 meter per seconde.

    Trek uw resultaat af van de initiële opwaartse snelheid van het object. Als de initiële opwaartse snelheid bijvoorbeeld 50 meter per seconde is, zou dit zijn: 50 - 98 \u003d -48 meter per seconde. Dit antwoord is de snelheid van het object. Een negatieve snelheid betekent dat het naar beneden beweegt (valt), wat precies is wat we zouden verwachten.


    Tips

  1. Uiteindelijk zal het object de grond raken en ga splat, op welk punt de snelheid 0 is. Je kunt bepalen wanneer het object de grond raakt met behulp van de volgende vergelijking:

    positie \u003d initiële hoogte + VT - 4,9 T kwadraat

    waarbij T de verstreken tijd is en V de initiële opwaartse snelheid is.