Сила падения тела

Что такое сила падения тела

Сила падения — это сила, которая действует на падающий объект вследствие гравитационного притяжения Земли. В условиях свободного падения (без учёта сопротивления воздуха) эта сила равна произведению массы тела на ускорение свободного падения.

Понимание силы падения важно для инженерии, строительства, безопасности и прогнозирования ущерба при падении предметов. Онлайн-калькулятор позволяет быстро определить силу удара и энергию падающего тела.

Формулы и обозначения

Основная формула силы

$$F = m \cdot g$$

где:

• F — сила падения (ньютоны, Н)
• m — масса тела (килограммы, кг)
• g — ускорение свободного падения (≈ 9,81 м/с² на Земле)

Скорость при падении

$$v = \sqrt{2 \cdot g \cdot h}$$

где h — высота падения (метры, м)

Кинетическая энергия при падении

$$E_k = \frac{m \cdot v^2}{2} = m \cdot g \cdot h$$

Сила удара (если известно время контакта)

$$F_{удара} = \frac{m \cdot v}{t}$$

где t — время деформации/контакта (секунды, с)

Как пользоваться калькулятором

1. Введите массу тела в килограммах.
2. Укажите высоту падения в метрах.
3. Выберите тип расчёта: только сила падения или полный анализ (сила, скорость, энергия, давление).
4. Нажмите “Рассчитать”.
5. Получите результаты в ньютонах, м/с, джоулях и паскалях.

Калькулятор автоматически учитывает g = 9,81 м/с² и может адаптироваться под другие планеты.

Примеры расчётов

Пример 1: Падение предмета массой 5 кг с высоты 2 м

• Сила падения: F = 5 × 9,81 = 49,05 Н
• Скорость при ударе: v = √(2 × 9,81 × 2) ≈ 6,26 м/с
• Энергия удара: E = 5 × 9,81 × 2 = 98,1 Дж

Пример 2: Кирпич массой 2,5 кг падает с 10-метровой высоты

• Сила: F = 2,5 × 9,81 = 24,5 Н (постоянно)
• Скорость: v = √(2 × 9,81 × 10) ≈ 14 м/с (50,4 км/ч)
• Энергия: E = 2,5 × 9,81 × 10 = 245 Дж

Таблица примеров

Важные факторы и ограничения

• Сопротивление воздуха: в реальности замедляет падение. Калькулятор не учитывает, но для тяжёлых компактных предметов влияние минимально.
• Ускорение свободного падения варьируется: от 9,78 м/с² на экваторе до 9,83 м/с² на полюсах.
• Деформация при ударе: сила удара выше расчётной, так как энергия передаётся на коротком расстоянии.
• Применимость: формулы работают для высот до нескольких километров; на больших высотах нужна коррекция g.

Заключение

Сила падения тела — базовая величина в механике, необходимая для оценки опасности, расчёта прочности конструкций и прогнозирования ущерба. Используйте онлайн-калькулятор для быстрых и точных вычислений, а для сложных случаев (падение при ветре, упругие удары) обращайтесь к специалистам.

Часто задаваемые вопросы

Смотрите также

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.