Při studiu pohybu těles ve fyzice je jedním z nejzajímavějších a nejdůležitějších pád těla působením gravitace. Jedním z nejjednodušších případů pádu těla je pád bez počáteční rychlosti. V tomto případě lze vypočítat cestu, kterou tělo po určité době prošlo.
Pro výpočet dráhy padajícího míče bez počáteční rychlosti po dobu 2 sekund je třeba vzít v úvahu základní pohybovou rovnici, která spojuje dráhu, čas a zrychlení. V tomto případě se zrychlení rovná zrychlení volného pádu, které má hodnotu přibližně 9,8 m/s^2.
Pomocí tohoto fyzického zákona a času pádu rovného 2 sekund můžeme vypočítat cestu, kterou míč prošel. K tomu stačí použít následující vzorec: cesta = 1/2 * zrychlení * čas^2. Dosazením známých hodnot získáme, že cesta, kterou míč prošel, je přibližně 19,6 metrů.
Vzorec pro výpočet vzdálenosti
Fyzika používá vzorec k výpočtu vzdálenosti uběhnuté míčem padajícím bez počáteční rychlosti po dobu 2 sekund. Tento vzorec je založen na principu volného pádu a lze jej odvodit z rovnice pádu tělesa.
Vzorec pro výpočet vzdálenosti při volném pádu je následující:
| Vzdálenost (S) | = | Počáteční rychlost (v0) | × | Čas (t) | + | Zrychlení (a) | × | Čas (t) | 2 | / | 2 |
- Vzdálenost (S) - cesta, kterou míč prošel
- Počáteční rychlost (v0) - rychlost míče v počátečním čase (v tomto případě 0)
- Čas (t) - doba, po kterou míč spadne (v tomto případě 2 sekundy)
- Zrychlení (a) - zrychlení způsobené gravitací (v tomto případě za 9,8 m/s 2 )
Pomocí tohoto vzorce lze vypočítat vzdálenost, kterou míč urazil za stanovený čas. Když nastavíme hodnoty, dostaneme:
| Vzdálenost (S) | = | 0 | × | 2 | + | 9.8 | × | 2 | 2 | / | 2 |
Vzdálenost, kterou míček urazí za 2 sekundy, se rovná:
| Vzdálenost (S) | = | 0 | × | 2 | + | 9.8 | × | 4 | / | 2 |
Rychlost volného pádu a jeho význam
Rychlost volného pádu je konstantní a nezávisí na hmotnosti padajícího tělesa. Je určena pouze gravitačním polem Země a vzdáleností od středu Země k padajícímu tělesu.
Hodnotu rychlosti volného pádu lze použít k výpočtu dráhy, kterou tělo prošlo během volného pádu po určitou dobu. Vzorec pro výpočet dráhy volného pádu je následující:
kde h - cesta (Nadmořská výška), g - rychlost volného pádu, t - volný pád.
Pokud je například čas volného pádu 2 sekundy, pak se ujetá cesta rovná:
h = 1/2 * 9.8 * 22 = 1/2 * 9.8 * 4 = 19.6 metrů
To znamená, že míč padající bez počáteční rychlosti po dobu 2 sekund projde přibližně 19,6 metrů vertikálně dolů.