Свободное падение тела

Что такое свободное падение

Свободное падение — это движение тела под действием только гравитации, без учёта сопротивления воздуха. В реальной жизни воздух замедляет падение, но в физике часто пренебрегают этим эффектом для упрощения расчётов. На поверхности Земли все тела падают с одинаковым ускорением независимо от массы.

Основные формулы

Расчёты свободного падения основаны на трёх главных уравнениях:

Время падения:

t = √(2h/g)

Скорость в конце падения:

v = √(2gh) или v = gt

Пройденное расстояние:

h = (gt²)/2

Здесь:

• h — высота в метрах (м)
• g — ускорение свободного падения ≈ 9,81 м/с² (на Земле)
• t — время падения в секундах (с)
• v — скорость падения в м/с

Как использовать калькулятор

1. Введите высоту, с которой падает тело (в метрах).
2. Выберите планету (Земля, Луна и т. д.) или укажите g вручную.
3. Нажмите кнопку расчёта.
4. Получите время падения, конечную скорость и среднюю скорость.

Результаты вычисляются с учётом отсутствия сопротивления воздуха.

Примеры расчётов

Пример 1: Падение с крыши дома

• Высота: h = 20 м
• t = √(2 × 20 / 9,81) ≈ 2,02 с
• v = √(2 × 9,81 × 20) ≈ 19,8 м/с

Мяч упадёт на землю примерно за 2 секунды со скоростью 20 м/с (72 км/ч).

Пример 2: Падение с самолёта

• Высота: h = 1000 м
• t = √(2 × 1000 / 9,81) ≈ 14,3 с
• v = √(2 × 9,81 × 1000) ≈ 140 м/с

Парашютист падает около 14 секунд до раскрытия парашюта.

Практическое применение

Расчёты свободного падения используются в:

• Физике и образовании — решение задач и опыты.
• Инженерии — расчёты при проектировании конструкций, подъёмных механизмов.
• Спорте — анализ высотных прыжков, парашютизм.
• Геологии — изучение падения обломков, оценка времени разрушения.

Важные замечания

Упрощения модели:

• Значение g = 9,81 м/с² — среднее для Земли. На полюсах оно больше (9,83), на экваторе — меньше (9,78).
• В формулах не учитывается сопротивление воздуха, которое на практике может быть существенным.
• На других небесных телах g отличается: на Луне — 1,62 м/с², на Марсе — 3,71 м/с².

Ограничения:

• Формулы справедливы только для начальной скорости = 0 (падение из состояния покоя).
• При очень высоком падении возникает внешнее трение; скорость стабилизируется (предельная скорость).

Используйте калькулятор для быстрого решения типовых задач механики без ручных вычисленных ошибок.

Часто задаваемые вопросы

Смотрите также

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