Hur man hittar fart på ett fallande objekt

Nära jordens yta upplever ett fallande föremål en konstant nedåtgående acceleration av ungefär 9,81 ms-2. Om vi ​​antar att luftmotståndet är försumbart, kan vi använda rörelsens ekvationer för ett objekt som upplever en konstant acceleration för att analysera partikelns kinematik. Dessutom, för att göra saker enkla, antar vi att partikeln rör sig längs en linje.

När man gör typiska beräkningar av denna typ är det viktigt att definiera en riktning som ska vara positiv. Därefter bör alla vektormängder som pekar längs denna riktning vara positiva medan kvantiteter som pekar i motsatt riktning bör anses vara negativa.

Hur man hittar fart på ett fallande objekt som startat från vila

För det här fallet har vi . Därefter blir våra fyra ekvationer av rörelse:

Exempel

En sten släpps från Sydney Harbour Bridge, som ligger 49 m över vattnet. Hitta hastigheten på stenen när den träffar vattnet.

I början är stens hastighet 0. Ta med nedåt riktning för att vara positiv, vi har 49 m och  9,81 m s-2. Med den fjärde ekvationen ovan har vi:  Fröken-1.

Hur man hittar fart på ett fallande objekt, som inte började från vila

Här gäller rörelsens ekvationer som vanligt.

Exempel

En sten kastas nedåt med en hastighet av 4,0 m s-1 från toppen av en 5 m byggnad. Beräkna hastigheten på stenen när den träffar marken.

Här använder vi ekvationen . Sedan, . Om vi ​​tar nedåtriktningen för att vara positiv, så har vi  4,0 m s-1. och  9,81 m s-2. Genom att ersätta värdena får vi:  Fröken-1.

Exempel

En sten kastas uppåt med en hastighet av 4,0 m s-1 från toppen av en 5 m byggnad. Beräkna hastigheten på stenen när den träffar marken.

Här är mängderna samma som i föregående exempel. Förskjutningen av kroppen är fortfarande 5 m s-1 nedåt, eftersom de ursprungliga och sista positionerna i stenen är desamma som i det tidigare exemplet. Den enda skillnaden här är att stenens initialhastighet är uppåt. Om vi ​​tar nedåtriktningen för att vara positiv, då skulle vi ha  -4 m s-1. Men för detta speciella fall, sedan , svaret ska vara detsamma som tidigare, eftersom kvadrering ger samma resultat som kvadrering .

Exempel

En boll kastas uppåt med en hastighet av 5,3 m s-1. Hitta bollens hastighet 0,10 s efter det att den kastades.

Här tar vi uppåtriktningen för att vara positiv. Sedan,  5,3 m s-1. Accelerationen   är nedåt, så  -9,81 m s-2 och tid  0,10 s. Med ekvationen , vi har  4,3 m s-1. Eftersom vi får ett positivt svar betyder det att bollen fortfarande reser uppåt.

Låt oss nu försöka hitta bollens hastighet 0,70 s efter det att den kastades. Nu har vi:  -1,6 m s-1. Observera att svaret är negativt. Det betyder att bollen har nått toppen och flyttar nu ner.