KINEMATIKA 13. VOLNÝ PÁD. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0213

Podobné dokumenty
[GRAVITAČNÍ POLE] Gravitace Gravitace je všeobecná vlastnost těles.

BIOMECHANIKA KINEMATIKA

KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

KINEMATIKA. 17. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI II. Frekvence, perioda. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0217

BIOMECHANIKA. Studijní program, obor: Tělesná výchovy a sport Vyučující: PhDr. Martin Škopek, Ph.D.

R2.213 Tíhová síla působící na tělesa je mnohem větší než gravitační síla vzájemného přitahování těles.

Základní pojmy Rovnoměrný přímočarý pohyb Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb Rovnoměrný pohyb po kružnici

Shrnutí kinematiky. STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA a STŘEDNÍ ODBORNÉ UČILIŠTĚ, Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace

KINEMATIKA 4. PRŮMĚRNÁ RYCHLOST. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0204

Fyzika 1 - rámcové příklady Kinematika a dynamika hmotného bodu, gravitační pole

GRAVITAČNÍ POLE. Všechna tělesa jsou přitahována k Zemi, příčinou tohoto je jevu je mezi tělesem a Zemí

Fyzikální korespondenční škola 2. dopis: experimentální úloha

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

Laboratorní úloha č. 5 Faradayovy zákony, tíhové zrychlení

7. Gravitační pole a pohyb těles v něm

Popis tíhové síly a gravitace. Očekávaný výstup. Řešení základních příkladů. Datum vytvoření Druh učebního materiálu.

2. Mechanika - kinematika

KINEMATIKA. 18. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI III. Úhlová rychlost. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0218

Vyšší odborná škola, Obchodní akademie a Střední odborná škola EKONOM, o. p. s. Litoměřice, Palackého 730/1

STANOVENÍ TÍHOVÉHO ZRYCHLENÍ REVERZNÍM KYVADLEM A STUDIUM GRAVITAČNÍHO POLE

FYZIKA I cvičení, FMT 2. POHYB LÁTKY

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_18_FY_A

ROVNOMĚRNĚ ZRYCHLENÝ POHYB, ZPOMALENÝ POHYB TEORIE. Zrychlení. Rychlost

ÚLOHY DIFERENCIÁLNÍHO A INTEGRÁLNÍHO POČTU S FYZIKÁLNÍM NÁMĚTEM

VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL

Pohyby HB v některých význačných silových polích

Vyřešením pohybových rovnic s těmito počátečními podmínkami dostáváme trajektorii. x = v 0 t cos α (1) y = h + v 0 t sin α 1 2 gt2 (2)

Fyzika_6_zápis_8.notebook June 08, 2015

Rychlost, zrychlení, tíhové zrychlení

Určení hmotnosti zeměkoule vychází ze základního Newtonova vztahu (1) mezi gravitačním zrychlením a g a hmotností M Z gravitačního centra (Země).

PRÁCE, VÝKON, ENERGIE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - 1. ročník - Mechanika

Fyzikální učebna vybavená audiovizuální technikou, fyzikální pomůcky

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Název DUM: Polohová energie v příkladech

Povánoční lekce. Žák si uvědomí význam slov gravitace, atmosféra, vakuum.

Měření tíhového zrychlení matematickým a reverzním kyvadlem

7. Na těleso o hmotnosti 10 kg působí v jednom bodě dvě navzájem kolmé síly o velikostech 3 N a 4 N. Určete zrychlení tělesa. i.

Obsah. Obsah. 2.3 Pohyby v radiálním poli Doplňky 16. F g = κ m 1m 2 r 2 Konstantu κ nazýváme gravitační konstantou.

Zadání programu z předmětu Dynamika I pro posluchače kombinovaného studia v Ostravě a Uherském Brodu vyučuje Ing. Zdeněk Poruba, Ph.D.

KINEMATIKA 5. ROVNOMĚRNÝ POHYB I. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0205

Několik nápadů o volném pádu. Pracovní listy

1 _ 2 _ 3 _ 2 4 _ 3 5 _ 4 7 _ 6 8 _

Zadání soutěžních úloh

ÍKLAD Rychlost st ely = 4 gramy = 1 tuny = 20,4 cm zákon pohybová energie náboje polohovou energii t p e el e n l ou en e e n r e gi r i

17. Střela hmotnosti 20 g zasáhne rychlostí 400 ms -1 strom. Do jaké hloubky pronikne, je-li průměrný odpor dřeva R = 10 4 N?

Přípravný kurz z fyziky na DFJP UPa

Dynamika. Dynamis = řecké slovo síla

BIOMECHANIKA. Studijní program, obor: Tělesná výchovy a sport Vyučující: PhDr. Martin Škopek, Ph.D.

3.1. Newtonovy zákony jsou základní zákony klasické (Newtonovy) mechaniky

Počty testových úloh

Úlohy pro samostatnou práci k Úvodu do fyziky pro kombinované studium

Diferenciální rovnice kolem nás

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_01_FY_A

4. Práce, výkon, energie a vrhy

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

Newtonův gravitační zákon Gravitační a tíhové zrychlení při povrchu Země Pohyby těles Gravitační pole Slunce

POHYBY V GRAVITAČNÍM POLI ZEMĚ POHYBY TĚLES V HOMOGENNÍM TÍHOVÉM POLI ZEMĚ

Grafy s fyzikální. tématikou ANOTACE VY_32_INOVACE_56. VY_32_INOVACE_56 Grafy s fyzikální tématikou autorka: Mgr. Lenka Andrýsková, Ph.D.

Projekt ŠABLONY NA GVM registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ III-2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Laboratorní práce č. 3: Měření součinitele smykového tření

Poskakující míč

Měření zrychlení volného pádu

Obsah: 1 Značky a jednotky fyzikálních veličin 2 _ Převody jednotek 3 _ Pohyb tělesa _ Druhy pohybů _ Rychlost rovnoměrného pohybu...

Mechanika - kinematika

KINEMATIKA I FYZIKÁLNÍ VELIČINY A JEDNOTKY

mechanická práce W Studentovo minimum GNB Mechanická práce a energie skalární veličina a) síla rovnoběžná s vektorem posunutí F s

3. Kinematika hmotného bodu

Zákon zachování energie - příklady

Kinematika. Tabulka 1: Derivace a integrály elementárních funkcí. Funkce Derivace Integrál konst 0 konst x x n n x n 1 x n 1.

Název DUM: Pohybová energie v příkladech

KAPALINY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

Obsah 11_Síla _Znázornění síly _Gravitační síla _Gravitační síla - příklady _Skládání sil _PL:

Kinematika Trajektorie pohybu, charakteristiky pohybu Mirek Kubera

PRÁCE A ENERGIE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

Základní jednotky v astronomii

BIOMECHANIKA. 9, Energetický aspekt pohybu člověka. (Práce, energie pohybu člověka, práce pohybu člověka, zákon zachování mechanické energie, výkon)

Gravitace na vesmírné stanici. odstředivá síla

3 Mechanická energie Kinetická energie Potenciální energie Zákon zachování mechanické energie... 9

FYZIKA. Kapitola 3.: Kinematika. Mgr. Lenka Hejduková Ph.D.

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

n je algebraický součet všech složek vnějších sil působící ve směru dráhy včetně

5. Stanovení tíhového zrychlení reverzním kyvadlem a studium gravitačního pole

Kinematika pohyb rovnoměrný

Laboratorní práce č. 2: Měření velikosti zrychlení přímočarého pohybu

MĚŘENÍ MOMENTU SETRVAČNOSTI Z DOBY KYVU

MECHANIKA POHYBY V HOMOGENNÍM A RADIÁLNÍM POLI Implementace ŠVP

Newtonův zákon I

Fyzikální praktikum I

Měření krátkých časových úseků pomocí AUDACITY

KMITÁNÍ PRUŽINY. Pomůcky: Postup: Jaroslav Reichl, LabQuest, sonda siloměr, těleso kmitající na pružině

Měření tíhového zrychlení reverzním kyvadlem

Poskakující míč

FYZIKA I. Gravitační pole. Prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. Prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. Doc. Ing. Irena Hlaváčová, Ph.D. Mgr. Art.

Dynamika 43. rychlost pohybu tělesa, třecí sílu, tlakovou sílu ...

Zápočet z fyzikálního semináře 102XFS

F - Příprava na 2. zápočtový test z fyziky

Rovnoměrný pohyb IV

BIOMECHANIKA. 6, Dynamika pohybu I. (Definice, Newtonovy zákony, síla, silové pole, silové působení, hybnost, zákon zachování hybnosti)

FYZIKA DIDAKTICKÝ TEST

Mechanická práce, výkon a energie pro učební obory

Transkript:

KINEMATIKA 13. VOLNÝ PÁD Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0213

Volný pád První systematické pozorování a měření volného pádu těles prováděl Galileo Galilei (1564-1642)

Úvodní pokus: Poslouchej, zda kuličky dopadají na zem ve stejných časových intervalech, a rozhodni o rovnoměrnosti či nerovnoměrnosti jejich pohybu. a. b.

Volný pád Zvláštní případ rovnoměrně zrychleného pohybu s nulovou počáteční rychlostí. Těleso je volně (bez udání rychlosti) puštěno z výšky h v blízkosti povrchu Země. Platí to pouze ve vakuu nebo uvažujeme-li ideální případ, kdy zanedbáváme odpor vzduchu.

Úkol 1: Rozhodni, kdy můžeme při výpočtech dráhy, rychlosti a doby zanedbat odpor vzduchu a kdy ne. a) Volný pád kladiva z ruky na podlahu. b) Volný pád peříčka z 1.patra na zem. c) Volný pád parašutisty s otevřeným padákem. d) Volný pád parašutisty s neotevřeným padákem. e) Pád družice s otevřeným padákem na Marsu.

Úkol 2: Urči směr volného pádu těles:

Úkol 3: Kdo bude s větším zrychlením padat k Zemi skokan bungee stojící na mostu nebo astronaut opravující zvenku mezinárodní vesmírnou stanici ISS?

Zrychlení volného pádu = tíhové zrychlení Země Značíme g Směr vždy svisle dolů ve směru tíhové síly Země (přibližně do středu Země) Velikost klesá s nadmořskou výškou, závisí i na zeměpisné šířce (vliv rotace Země) Dohodou stanovena hodnota normálního tíhového zrychlení g = 9,80665 m/s 2 (u nás g = 9,81m/s 2 ) Pro naše školní výpočty stačí: g = 10 m/s 2 (je to ona známá gravitační konstanta g)

Úkol 4: Kde se využívá znalosti směru tíhového zrychlení? Jak se nazývá pomůcka k tomu určená? Směr tíhového zrychlení = svislý směr Využití stavebnictví Pomůcka olovnice

Vztahy pro výpočet dráhy a rychlosti v čase t: t = 0s, v 0 = 0m/s, a = g (= 10m/s 2 ) s t : s = ½ gt 2 v = gt

Úkol 5: Míč padá volně z výšky h = 20m. Za jak dlouho a jakou rychlostí míč dopadne na zem? h s = h = ½ g t 2 v = g t Řešení: t = 2s v = 10 2 = 20m/s = 72km/h

Úkol 6: Míč padá volně z výšky h. Odvoď obecné vztahy pro čas a rychlost dopadu míče na zem. Ověř správnost výpočtem pro h = 20m. h = ½ g t d 2 t d čas dopadu h v d = g t d rychlost dopadu t d = 2h g v = g 2h g = 2hg

Vztahy pro výpočet rychlosti dopadu a času dopadu hmotného bodu z výšky h: h t d = 2h g v = 2hg

Úkol 7: Na čem všem závisí čas a rychlost dopadu? t d = 2h g v = 2hg h Rychlost dopadu a čas dopadu závisí pouze na výšce, z které těleso volně padá.

Úkol 8: Pusť z výšky 2m zároveň dřevěnou kuličku a peříčko. Dopadnou na zem zároveň? Otázka: Proč peříčko dopadne na zem později, když jsme přišli na to, že čas dopadu závisí pouze na výšce, a ta byla v tomto pokusu stejná? Video: Volný pád kladiva a peříčka na Měsíci.

Rychlost dopadu, ani čas dopadu není závislý na hmotnosti tělesa. Všechna tělesa tedy padají ve vakuu k Zemi stejnou rychlostí!

Úkol 9: Jak vysoko nad zemí bude skydiver po 20s volného pádu, skočil-li z výšky 3,5km? Skydiver musí být připraven otevřít padák nejpozději 1500m nad zemí. Stihne to? Jaká bude v tomto okamžiku jeho rychlost?

Řešení 9: Jak vysoko nad zemí bude skydiver po 20s volného pádu, skočil-li z výšky 3,5km? h 0 s h = h 0 s = h 0 ½ gt 2 h = 3500m 5 400m = 1500m h Rychlost po 20s: v = gt = 200m/s = 720km/h Otázka: Je to vůbec možné?

V hustém vzduchu u země se pádová rychlost díky odporu vzduchu ustálí na hodnotě kolem 50 m/s (tj. 180 km/h), což je mezní rychlost při pádu. Při pádu těles z větších výšek musíme při výpočtu dráhy, času i rychlosti počítat s odporem vzduchu! (Ve skutečnosti tedy skydiver brzděn vzduchem urazí kratší dráhu a bude více než 1500m nad zemí a rychlost bude mít maximálně 180km/h.) Minimální výška seskoku pro dosažení mezní rychlosti je díky odporu vzduchu 450m. Skočíte-li z větší výšky, rychleji stejně nepoletíte!

Úkol 10: Za bezpečný seskok je považován takový, kdy člověk dopadne na zem rychlostí 8m/s (na nohy se zvládnutou technikou doskoku). Z jaké maximální výšky je bezpečné skákat, jestliže náraz netlumíme žádnými pomůckami? h = ½ g t 2 v = gt nebo rychlost dopadu v = 2hg h = v2 2g h = 3,2m

Úkol 11: Z Eiffelovy věže byla puštěna k zemi kulička, o 1 sekundu později druhá. Urči jejich vzájemnou vzdálenost po 2s, 3s, 4s, 5s.

Řešení 11: Byla puštěna k zemi 1. kulička, o 1 sekundu později druhá. Určíme obecně závislost jejich vzájemné vzdálenosti na čase měřeného od puštění 1.kuličky. s 2 = ½ g (t 1) 2 s 1 = ½ g t 2 x = s 1 - s 2 = ½ g t 2 - ½ g (t 1) 2 = = ½ g t 2 - ½ g (t 2 2t + 1) x = gt ½ g t = 2s: x = 15m t = 3s: x = 25m t = 4s: x = 35m t = 5s: x = 45m

Otázka: Při řešení předchozí úlohy jsme zjistili, že za každou sekundu se kuličky od sebe vzdálí o 10m. Jak to jednoduše zdůvodnit? v 1 = gt v 2 = g(t-1) = gt g rozdíl rychlostí Δv = g = 10m/s První kulička se od té druhé vzdaluje rychlostí 10m/s.

Bonusový domácí úkol: Z jaké výšky a jak dlouho padal k zemi předmět, jestliže posledních 60m padal 2s?

ODKAZY OBRÁZKŮ A VIDEÍ Galileo Galilei: http://www.aldebaran.cz/famous/photos/galileo_01.jpg Zeměkoule: http://pixabay.com/static/uploads/photo/2012/04/14/16/33/black-34526_640.png Video Hammer and feather on the Moon (NASA): http://www.youtube.com/watch?v=5c5_doeyafk Ostatní: klipart Microsoft