Míč hozený nahoru prochází pohybem, který se řídí fyzikálními zákony. Jak známo, všechna tělesa na planetě Zemi jsou k sobě přitahována gravitací. Když hodíme míč nahoru, gravitace ho začne zpomalovat, dokud se nezastaví a začne klesat dolů.
Jak dlouho však bude míč vzlétat, než začne padat? Pro odpověď na tuto otázku je třeba vzít v úvahu gravitaci a počáteční rychlost míče. Pokud je jeho počáteční rychlost 4 metry za sekundu, lze najít čas, kdy se tělo zastaví a změní svůj pohyb na pád.
Problémy tohoto typu jsou řešeny fyzikálními zákony a rovnicemi. Zde se gravitace postaví proti počáteční rychlosti míče, dokud nebude nulová. Čas, za který k tomu dojde, lze vypočítat pomocí kinematické rovnice pohybu těla.
Čas vzletu míče do vzduchu
Chcete-li vypočítat čas vzletu míče do vzduchu, musíte znát počáteční rychlost jeho pohybu. V tomto případě je počáteční rychlost míče 4 metry za sekundu.
Zrychlení volného pádu na zemském povrchu je přibližně 9,8 metru za sekundu na druhou. Tuto hodnotu lze použít k určení času, za který míč dosáhne vrcholu své trajektorie.
Pomocí vzorce pro čas vzletu těla nahoru:
t = v / g
kde t - čas vzletu, v - počáteční rychlost a g - zrychlení volného pádu.
Vložením hodnot do vzorce získáme:
t = 4 m / (9,8 m / s^2) ≈ 0,41 sec
Míč tak bude startovat přibližně 0,41 sekundy, než dosáhne vrcholu svého letu.
Měření doby vzletu
Postup měření doby vzletu míče zahrnuje následující kroky:
- Připravte si experimentální instalaci, která obsahuje míč a stopky.
- Nastavte počáteční polohu míče v ruce subjektu.
- Hoďte míč nahoru počáteční rychlostí 4 m/s.
- Začněte odpočítávat čas v okamžiku hodu míčem.
- Pokračujte v odpočítávání, dokud míč nedosáhne bodu maximální výšky a začne klesat.
- Zastavte stopky v okamžiku, kdy míč spadne na ruku subjektu.
- Zapište si výslednou hodnotu času.
Experiment několikrát opakujte, abyste zlepšili přesnost výsledků. Vezměte v úvahu možné faktory, které mohou ovlivnit přesnost měření, jako je odpor vzduchu, počáteční poloha míče atd.
Časová závislost na počáteční rychlosti
Doba, za kterou bude míč startovat, závisí na jeho počáteční rychlosti. Čím větší je počáteční rychlost, tím více času bude míči trvat, než dosáhne bodu maximální výšky a začne svůj pád zpět.
Pro házení míče nahoru počáteční rychlostí 4 m, Doba letu bude činit:
| Počáteční rychlost (m/s) | Doba letu (sec.) |
|---|---|
| 4 | 0.8 |
Pokud byl tedy míč hozen nahoru počáteční rychlostí 4 m, pak bude startovat 0,8 sekundy, než začne jeho pád zpět.