The frjálsu falli og lóðréttu kasti þær eru tvær lóðréttu hreyfingarnar tvær, sem einkennast á þennan hátt af því að hafa þá sérstöðu að fylgja einni braut ofan frá og niður (ef um er að ræða frjálst fall) og neðan frá og upp (ef um lóðrétt kast er að ræða). Þeir eru kallaðir frjálsir vegna þess að þeir hafa engan núningskraft, það er vegna þess að þeir eru taldir á nokkuð óhlutbundinn hátt að þeir eru framkvæmdir í tómarúmi. Einfaldleiki þessara tveggja hreyfinga, vegna fjarveru viðnámsöfla, gerir þær að þeim fyrstu sem taka þátt í námi í raunvísindum, sem er algengt í framhaldsskólum. Í æfingunum sem tengjast þessum tveimur hreyfingum kemur þyngd eða massi ekki við sögu og sú staðreynd að núning er ekki talin þýðir að lögun hreyfingar líkamans sem hækkar eða fellur skiptir ekki máli.
Kjarni frjálsu falli og lóðréttu kastiþað er að þeir tilheyra eðlisfræðilegum flokki réttar hreyfingar, eins fjölbreyttir. Þetta þýðir að eins og fram kemur þeir fylgja einni braut, sem fylgja henni ekki með einum hraða heldur með einni hröðun: þessi hröðun er kölluð þyngdarafl, stærð sem er á jörðinni um það bil 9,8 metrar á sekúndu, fyrir hverja sekúndu.
( *) Sagt stærðfræðilega, það er 9,8 M / S2, og það er útskýrt að því marki að frá upphafsstöðu, á hverri sekúndu verður hraðinn 9,8 metrar á sekúndu (mælikvarði á hraðann) meiri.
Þó að eðliseiginleikar beggja hreyfinga þau eru svipuð, mismunandi í sumum einkennum. Síðan aðal munur á frjálsu falli og lóðréttu kasti:
- Í frjálsu falli er líkamanum leyft að falla frjálslega frá hvíld án þess að henda honum í neina átt, þannig að upphafshraði jafn 0 er talinn.
- Í lóðréttri myndatöku er hreyfingin hins vegar framkvæmd neðan frá og upp með upphafshraða, þar sem á leiðinni upp seinkar hreyfingunni og hröðunin er niður á við, og hraðinn upp á við. Hraði farsímans stöðvast þar til hann nær 0 á hæsta punkti stígsins, en frá því byrjar frjáls fallhreyfing.
Eftirfarandi listi mun innihalda nokkra dæmi um frjálst fall og aðrir lóðrétt skotdæmi, æfingar með samsvarandi lausn sinni sem auðvelda skilning þeirra.
- Kúlu er varpað frá byggingu sem tekur 8 sekúndur að ná til jarðar. Hversu hratt rekst boltinn á jörðina? Upplausn: Framfarir með hröðun 9,81 M / S2 í 8 sekúndur, það er, það slær á 78 M / S. hraða.
- Í fyrri æfingunni, hver er hæð byggingarinnar? Upplausn: Hæð byggingarinnar er reiknuð sem helmingur hröðunar, sinnum ferningur tímans: í þessu tilfelli verður hún (½ * 9,81 M / S2) * (8S)2. Hæð byggingarinnar er 313,92 metrar.
- Hlutur fellur í frjálsu falli og nær hraðanum 150 M / S. Hvað tók það langan tíma að detta? Upplausn: Það tekur um það bil 15 sekúndur.
- Hver er lokahraði hlutar sem falla frjálslega og byrjar frá hvíld og fellur í 10 sekúndur? Upplausn: 98,1 M / S.
- Á annarri plánetu er farsíma kastað og tekur 20 sekúndur að ná til jarðar, þangað sem það kemur með 4 M / S hraða. Hver er hröðun þyngdaraflsins á þeirri plánetu? Upplausn: Hröðunin þar er 0,2 M / S2.
- Sprengju er skotið lóðrétt upp með upphafshraða 25 M / S. Hvað tekur langan tíma að komast að hámarkshraða þínum? Upplausn: Hluti af 25 M / S, og tapar 9,81 á hverri sekúndu. Þess vegna mun það taka 2,54 sekúndur að ná til jarðar.
- Í fyrri æfingunni, hver samsvarar hæðin hámarkshraðanum? Upplausn: Hæð er reiknuð sem helmingur upphafshraða, margfaldaður með tíma. Hér 12,5 M / S * 2,54 S = 31,85 metrar.
- Kúlu er kastað upp með upphafshraða 22 M / S. Hvert er hraðinn á 2 sekúndum? Upplausn: 2,38 M / S.
- Með hvaða upphafshraða verður að skjóta ör lóðrétt upp til að ná 110 metra hæð á 5,4 sekúndum? Upplausn: Þegar hraði tapast byrjum við frá lokamótinu og afurð tímans og þyngdaraflsins bætist við: 110 M / S + 5,4 S * 9,81 M / S2 = 162,97 M / S.
- Hversu langan tíma tekur það fyrir farsíma sem hent er upp á við 200 M / S upphafshraða að stöðva algjörlega? Upplausn: Það tekur 20,39 sekúndur.
