物体下落的速度公式是什么?

物体下落的速度公式是什么?,第1张

物体下落有以下四种情况:

物体受到的阻力与重力平衡,物体作匀速直线运动;物体受到的阻力与重力不平衡,物体作初速度不为零的匀变速直线运动;物体受到的阻力与不重力平衡,物体作初速度为零的匀变速直线运动,即自由落体运动;物体受到的重力与物体运动的初速度有一个夹角,物体作平抛运动。以下逐一细说。

第一、物体受到的阻力与重力平衡,物体作匀速直线运动。

降落伞接近地面的运动近似于这种运动,物体下落的速度计算公式:v=s/t,其中,s表示物体下落的位移,t表示物体下落位移为s所用的时间。

第二、物体受到的阻力与重力不平衡,物体作初速度不为零的匀变速直线运动。

这种情况就是通常的匀变速直线运动,一般情况,速度的计算要与牛顿第二定律联系起来,即∑F=ma,由于a=g,重力加速度g=98m/s^2。

速度的计算公式: v = v。+ gt,其中, v 是最终速度,v。 是初始速度,g 是加速度,t 是时间。

第三、物体受到的阻力与不重力平衡,物体作初速度为零的匀变速直线运动,即自由落体运动。

这种情况相当于水平方向上的汽车启动。初速度Vo=0,瞬时速度的计算公式为:v=gt。

另外,位移的计算公式为h=2gt^2,其中,h是距离增量,g是重力加速度(为g=98 m/s2,通常计算时取10m/s2),t是物体下落的时间。

第四、物体受到的重力与物体运动的初速度有一个夹角,物体作平抛运动。

可以分解两个方向上的运动:水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。

水平方向:v=s/t,其中,s表示物体水平方向移动的位移,t表示物体在水平方向移动的位移为s所用的时间。

竖直方向:初速度Vo=0,瞬时速度的计算公式为:v=gt。

位移的计算:物体运动位移是水平方向上的位移和竖直方向位移的合位移。

自由落体运动

1初速度Vo=0

2末速度Vt=gt

3下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)

4推论Vt2=2gh

注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;

(2)a=g=98m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。

竖直上抛运动

1位移s=Vot-gt2/2

2末速度Vt=Vo-gt (g=98m/s2≈10m/s2)

3有用推论Vt2-Vo2=-2gs

4上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)

5往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)

注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;

(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性; (3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。

物体自然下落的速度受到地球引力和阻力的影响具体速度取决于物体的质量和形状,以及所处的环境条件。

在标准大气条件下,一个没有空气阻力的物体在真空中自由下落的速度可以用自由落体公式计算:

v = √(2gh)

其中,v 表示物体的下落速度(单位为米/秒),g 表示地球的重力加速度(大约为98米/秒²),h 表示物体下落的垂直高度。

上述公式适用于没有空气阻力的情况,而在实际情况下,空气阻力会对物体下落速度产生影响。对于较轻的物体或较低的速度,空气阻力可能可以忽略不计;但对于较大质量或较高速度的物体,空气阻力将会显著减慢其下落速度。

因此,物体自然下落的速度可以在理论上由自由落体公式给出,但在实际情况下需要考虑空气阻力的影响,并可能需要进行更复杂的计算或实验来确定具体的速度值。

自由落体(自然下落)的定义

自由落体的“落体”,顾名思义是指物体在只受重力作用下,由高空自由下落,关键是“自由”二字,其含意为:其一,物体开始下落时是静止的,即初速度为0,如果给物体一个初速度竖直下落,不能算自由落体,只能算是加速度不变的匀加速运动,其二,物体在下落过程中,除受重力作用外,不再受其他任何作用力(如空气阻力)。

1、关掉火箭推进器的太空航行器

物理学展示

NASA的零G研究机构(Zero-G Research Facility)

(重量与地面施加的反作用力平衡)

搭乘飞机(重量与机翼提供的升力平衡) 重返大气层(atmospheric reentry)以及降落伞着陆:重量被反向的空气阻力所对抗

自由落体飞机的飞翔照

太空航行器的轨道动作(orbital maneuver):此时火箭提供推力参见加速度与重力加速度。

2、跳伞过程中的自由落体阶段

地球上,在真空管中下落,例如: 物理学展示

重返大气层以及降落伞着陆(重量被反向的空气阻力所对抗)。

典型例题

一个物体从高处落下,并经过2秒后触地。求该物体自由落体时的速度和下落的高度。

解题步骤如下:

1 已知信息:

时间 t = 2秒

加速度 g = 98米/秒²(重力加速度,在近似条件下可取为常数)

2 计算速度:

自由落体的速度公式为 v = gt

v = 98米/秒² × 2秒 = 196米/秒

因此,该物体自由落体时的速度为 196米/秒。

3 计算下落的高度:

自由落体的高度公式为 h = 05gt²

h = 05 × 98米/秒² × (2秒)² = 196米

因此,该物体自由落体时的高度为 196米。

请注意,上述计算中假设了没有考虑空气阻力的情况,且重力加速度取为常数。在实际情况下,空气阻力会影响物体的下落速度和所达到的最终速度,因此以上计算结果仅适用于近似情况。

Vt=2h

这里的t不是脚标

V是自由落体的末速度

h是自由落体的下落高度

t是下落的时间

自由落体是匀变速运动,平局速度=首尾速度的平均=(0+V)/2=V/2 (初速=0)

h=平均速度×t

h=(V/2)t

所以

Vt=2h

2)自由落体运动

1初速度Vo=0 2末速度Vt=gt 3下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算) 4推论Vt2=2gh

注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;

(2)a=g=98m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。

(3)竖直上抛运动

1位移s=Vot-gt2/2 2末速度Vt=Vo-gt (g=98m/s2≈10m/s2)

3有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)

5往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)

注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;

(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;

(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。

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