Přejít na hlavní obsah

Zákon házení míče z výšky 20 m: jak dlouho to bude trvat?

Zákon házení míče - jeden z hlavních jevů mechaniky, který se studuje jak ve fyzice, tak v matematice. Jednoduše řečeno, zákon házení míče naznačuje, jak se objekt pohybuje při gravitačním působení. Jednou ze zajímavých otázek spojených se zákonem o házení míče je určení času, za který míč spadne na zem. Ale co když známe výšku, ze které je míč hozen? Jak dlouho trvá, než míč spadne?

K nalezení odpovědi na tuto otázku nám pomůže vzorec rovnostářského pohybu:

h = 1/2 * g * t^2

kde h - výška, se kterou je míč hozen, g - zrychlení volného pádu, t - čas, který uplynul.

Abychom našli čas, můžeme přeskupit výše uvedený vzorec a najít t:

t = sqrt(2 * h / g)

Nyní, když nastražíme známé hodnoty, budeme moci zjistit, jak dlouho uplyne od okamžiku hodu až po pád míče z výšky 20 metrů.

Fyzika zákona házení míče

Nechte míč hozený z výšky 20 m a pohybuje se pouze gravitací. Vertikální pohyb míče je popsán zákonem volného pádu, podle kterého se jeho vertikální rychlost mění rovnoměrně. Momenty směru pohybu nahoru a dolů jsou zahrnuty do obecného zákona házení míče.

Pomocí rovnice volného pádu lze najít čas, který bude míč ve vzduchu:

  • 20 - výška míče (v metrech)
  • g - zrychlení volného pádu (asi 9,8 m / s^2)
  • t - doba letu (v sekundách)

Při řešení rovnice získáme:

Tím, že nastavíme hodnotu zrychlení volného pádu, získáme:

t ≈ √(2 * 20 / 9.8) ≈ √4.0816 ≈ 2.02 sec.

Doba letu míče z výšky 20 metrů tak bude zhruba 2,02 sekundy.

K vyřešení problému zákona o házení míče z výšky 20 m je nutné použít pohybovou rovnici.

Rovnice volného pádu umožňuje vypočítat čas, za který míč dosáhne země. Tato rovnice má tvar:

  • h - výška, se kterou byl míč hozen (v tomto případě 20 m);
  • v0 - počáteční rychlost míče (v tomto úkolu se předpokládá, že míč je hozen svisle dolů, takže jeho počáteční rychlost je 0);
  • t - doba, po kterou míč dosáhne země (to je požadovaná hodnota);
  • g - zrychlení volného pádu (přibližná hodnota 9,8 m/s 2 ).

Když vložíme známé hodnoty do rovnice, dostaneme:

  • 20 = 0 * t + (1/2) * 9,8 * t 2
  • 20 = 4,9t 2
  • t 2 = 20 / 4,9
  • t 2 ≈ 4,08

Pomocí druhé odmocniny získáme:

Doba, po kterou se míč dostane na zem, bude tedy asi 2,02 sekundy.

Čas pádu míče z výšky 20 m

Čas pádu míče z výšky 20 m lze určit pomocí vzorce volného pádu. Podle tohoto vzorce lze čas pádu těla z výšky v závislosti na zrychlení volného pádu (g) a výšky (h) vyjádřit následovně:

Čas pádu = sqrt (2h / g)

V tomto případě je zrychlení volného pádu na zemi kolem 9,8 m / s2. Tím, že tuto veličinu vložíme do vzorce, získáme:

Čas pádu = sqrt(2 * 20 / 9,8 sqrt (40 / 9,8) - sqrt (4,08) - 2,02 sekundy

Doba pádu míče z výšky 20 m tak bude přibližně 2,02 sekundy.

Výpočet doby pádu míče

Pro výpočet doby pádu míče z výšky 20 metrů lze použít vzorec volného pádu. Vzhledem k tomu, že míč padá bez počáteční rychlosti a bez odporu vzduchu, lze čas pádu vypočítat podle vzorce:

t = sqrt(2h/g)

  • t - čas pádu míče;
  • h - výška, se kterou se hod provádí (v tomto případě 20 m);
  • g - zrychlení volného pádu (přibližná hodnota 9,8 m/s2).

Když vložíme hodnoty do vzorce, dostaneme:

h (M)g (m / s2)t (sec)
209,82,02

Míč tak spadne na zem asi 2,02 sekundy po hodu.

Použití vzorce pohybového zákona

K určení doby, kdy míč projde zákonem hodu, je nutné použít vzorec pohybového zákona. Tento vzorec vám umožňuje vypočítat, jak dlouho bude trvat, než míč spadne z dané výšky.

Zákon pohybu je rovnice:

Značky a označení:Hodnotu:
hvýška
gzrychlení volného pádu (9,8 m / s2 na zemském povrchu)
tčas

Podle vzorce pohybového zákona:

Z této rovnice lze najít čas t:

Nyní, aby bylo možné vypočítat čas přihrávky míče v kontextu daného úkolu, je nutné nastražit známé hodnoty. Výška míče je 20 metrů a zrychlení volného pádu se rovná 9,8 m/s2. Vložením těchto hodnot do vzorce lze vypočítat čas t:

t = √((2 * 20) / 9.8) ≈ √(40 / 9.8) ≈ √4.082 ≈ 2.02 vteřiny

Míč tak bude potřebovat zhruba 2,02 sekundy, aby spadl z výšky 20 metrů.