Подготовка к ЕГЭ по физике: движение тела  под действием силы тяжести                                                                                                                     

                                                                                                                            "Физика-наука о моделях"

Механика- это первый раздел в физике, который традиционно изучают учащиеся. В этом разделе они изучают механическое движение материальной точки(системы материальных точек) и абсолютно твёрдого тела. Здесь учащиеся наглядно знакомятся с методологией физической науки, суть которой в моделировании реальных природных процессов(замена реальных явлений и процессов вымышленными).Одна из первых моделей, с которой сталкиваются учащиеся- это движение тела под действием силы тяжести. Итак, материальная точка массы m движется под действием только лишь силы тяжести. Такое движение будет равноускоренным ()                     Рассмотрим следующие случаи.

                                                  Вертикальное движение

Тело падает  с высоты H (см.рис.)

Закон равноускоренного движения будет иметь вид

Тогда легко найдём время падения тела из уравнения

Сразу видно из этого соотношения, что время падения всех тел(независимо от массы одно) и то же. Но это так в том случае, если на тело действует, только лишь сила тяжести. В реальности, конечно же, не так (существует сила сопротивления воздуха). Этот факт иллюстрирует видеоролики ниже.

Мы учитываем силы сопротивления.Видим,что тела разной массы(в нашем фильме это цветочный горшок,рояль и перо) падают за разное время с одной той же высоты.

Не учитываем силы сопротивления.Видим,что тела разной массы(в нашем фильме это цветочный горшок,рояль и перо) падают за одинаковое время с одной той же высоты.

Но, что удивительно, как показывает опыт, эта формула, довольно, верно описывает реальное падение тела не очень большой массы.

Движение тела, брошенного под углом к горизонту

Закон равноускоренного движения будет иметь вид

                                                                             (*)

И для скорости

                                                                             (**)

Замечание: прошу прощения, в первом уравнении допущена опечатка: проекцию начальной скорости на ось игрек не нужно умножать на время.

Найдём траекторию из (*)

Как мы видим, траектория такого движения- это парабола

Из него можно легко найти дальность полёта и максимальную высоту подъёма

дальность полёта

   (дальность полёта)

Максимальная высота полёта- это есть ни что иное, как ордината максимума траектории (то есть параболы) движения тела.

  (максимальная высота подъёма тела)

Как видно из рисунка

Другими моими статьями можно познакомиться на моей страничке. Задать вопросы мне можно на форуме или Вконтакте.