ГДЗ параграф 14 Физика 9 класс Перышкин ФГОС

Вопросы после параграфа

Свободным падением называют движение тел под действием только силы тяжести.
На рисунке 41 показаны положения свободно падающего шарика, который фотографировали через каждые 0,1 с с момента начала движения. Модули векторов перемещения, совершаемых телом за последовательные равные промежутки времени при равноускоренном движении без начальной скорости, относятся как ряд последовательных нечетных чисел. Именно такой ряд и образуют соответствующие перемещения шарика, показанные на рисунке 41.
Опыт, изображенный на рисунке 42, ставился, чтобы ответить на вопрос: зависит ли ускорение при свободном падении тел от их массы, объема, формы и т.д. Из этого опыта следует вывод, что в любой момент времени все тела имеют одинаковые мгновенные скорости, а значит, движутся с одинаковым ускорением.
Ускорение свободного падения – это ускорение, придаваемое телу силой тяжести (или, иными словами, ускорение тела при свободном падении).
Сила тяжести действует на подброшенное вверх тело во время его подъема.
Тело, подброшенное вверх, при отсутствии сопротивления воздуха тоже движется с постоянным ускорением, вызванным действием силы тяжести. В этом случае начальная скорость, которую телу придали при броске, направлена вверх, т.е. противоположно силе тяжести и ускорению свободного падения. Поэтому скорость тела уменьшается (за каждую секунду – на величину, численно равную модулю ускорения свободного падения, т.е. на 9,8 м/с).
Чем бо̀льшую начальную скорость получило тело при броске, тем больше будет время подъема и тем на бо̀льшую высоту оно поднимется к моменту остановки.
При движении вверх вектор скорости тела и вектор ускорения свободного падения направлены в противоположные стороны, поэтому их проекции всегда имеют разные знаки.

Если, к примеру, ось Х направлена вертикально вверх, т.е. сонаправлена с вектором скорости, то ν_х > 0, значит, ν_х = ν, а g_x < 0, значит, g_x = – g = – 9,8 м/с².

Если же ось X направлена вертикально вниз, то ν_х < 0, значит, ν_х = ν, а g_x > 0, т.е. g_x = g = 9,8 м/с².

При определенных размерах и массе шарика сила сопротивления окажется значительно меньше силы тяжести. В этом случае равнодействующая этих двух сил мало отличается от силы F_тяж.ш. Значит, можно считать, что шарик движется с ускорением свободного падения g. Но если в воздухе падает кусочек ваты, то в этом случае сила сопротивления по модулю сравнима с силой тяжести, и равнодействующая сила F_в значительно меньше силы тяжести F_тяж.в. Поэтому кусочек ваты падает в воздухе с ускорением, гораздо меньшим ускорения свободного падения.
Галилей первым пришел к выводу о том что свободное падение является равноускоренным движением.

H = $\frac{\text{gt}^{2}}{2}$ ; t = $\sqrt{\frac{2H}{g}}$

ν = gt = g$\sqrt{\frac{2H}{g}}$ = $\sqrt{2gH}$

$C:\Users\Пользователь\Desktop\b39fd20c-5f04-4b0e-9f25-2673b2b20072.jpg$

А) На мяч действовала сила притяжения к Земле во время его движения как вверх, так и вниз.

Б) Скорость мяча уменьшалась при его движении вверх, так как она направлена вверх, т.е. противоположно силе тяжести и ускорению свободного падения.

Скорость мяча увеличивалась при его движении вниз, так как она направлена вниз, а значит, сонаправлена силе тяжести и ускорению свободного падения.

В) При движении мяча вверх скорость уменьшалась, так как она направлена вверх, т.е. противоположно силе тяжести и ускорению свободного падения.

При движении мяча вниз скорость увеличивалась, так как она направлена вниз, а значит, сонаправлена силе тяжести и ускорению свободного падения.

h – ?

Дано:

h = 80 см

g = 10 м/с²

СИ

0,8 м

Решение:

h = $\frac{\text{gt}^{2}}{2}$ ; t = $\sqrt{\frac{2h}{g}}$

t = $\sqrt{\frac{2 \times 0,8}{10}}$ = 0,4 (с)

Ответ: t = 0,4 с.

t – ?

Дано:

h = 45 м

g = 10 м/с²

t₁ = 1 c

Δt = 1 c

Решение:

h = $\frac{\text{gt}^{2}}{2}$ ; t = $\sqrt{\frac{2h}{g}}$

t = $\sqrt{\frac{2 \times 45}{10}}$ = 3 (с)

S₁ = $\frac{gt_{1}^{2}}{2}$ ;

Перемещение тела за последнюю секунду равно разности перемещений за все время движения и за первые две секунды:

S₂ = $\frac{\text{gt}^{2}}{2}$ – $\frac{{g(t - \Delta t)}^{2}}{2}$

S₁ = $\frac{10\ \times \ 1^{2}}{2}$ = 5 (м)

S₂ = $\frac{10\ \times \ 3^{2}}{2}$ – $\frac{10\ \times \ {(3 - 1)}^{2}}{2}$ = 25 (м)

Ответ: t = 3 с, S₁ = 5 м, S₂ = 25 м.

t, S₁, S₂ – ?

ν – ?

Дано:

h = 10 м

ν = 5 м/с

g = 10 м/с²

Решение:

ν = gt; t = $\frac{\nu}{g}$

t = $\frac{5}{10}$ = 0,5 (c)

S₁ = $\frac{\text{gt}^{2}}{2}$

S₁ = $\frac{10\ \times \ {0,5}^{2}}{2}$ = 1,25 (м) – это путь до наивысшей точки с высоты 10 м. Значит, общий пройденный путь:

S = h + 2S₁

S = 10 + 2 × 1,25 = 12,5 (м)

Ответ: S = 12,5 м.

S – ?

Дано:

ν₀ = 9,8 м/с

ν = 0 м/с

g = 9,8 м/с²

Решение:

ν = ν₀ – gt ; t = $\frac{\nu_{0} - \nu}{g}$

t = $\frac{9,8 - 0}{9,8}$ = 1 (с)

S = ν₀t – $\frac{\text{gt}^{2}}{2}$

S = 9,8 × 1 – $\frac{{9,8\ \times 1}^{2}}{2}$ = 4,9 (м)

Ответ: t = 1 с; S = 4,9 м.

t, S – ?

Тело брошено с поверхности земли вертикально вверх, останавливается в верхней точке и падает назад, поэтому ν = 0 и ν₀ = gt₁. Время подъема тела на максимальную высоту: t₁ = $\frac{\nu_{0}}{g}$.

После, оно летит вниз с начальной скоростью ν’₀ = 0 и скоростью падения ν₂ = gt₂, то есть время падения: t₂ = $\frac{\nu_{2}}{g}$ (1).

Высота подъема в данном случае:

h = $\frac{\nu_{0}^{2}}{2g}$ (2)

Найдем скорость падения из формулы (2):

ν₂ = $\sqrt{2gh}$ = $\sqrt{2g\frac{\nu_{0}^{2}}{2g}}$ = ν₀ (3)

Найдем время падения, подставив в формулу (1) формулу (3):

t₂ = $\frac{\nu_{0}}{g}$

Значит, t₁ = t₂, и полное время движения: t = t₁ + t₂ = $2\frac{\nu_{0}}{g}$ = 2t₁

Время полета тела до момента падения на землю вдвое больше времени его подъема на максимальную высоту: t = 2t₁, что и требовалось доказать.

Дано:

ν₀ = 15 м/с

g = 10 м/с²