自由落体公式是怎么推导出来的?

作者&投稿:锺群 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~

物体自然下落的速度受到地球引力和阻力的影响具体速度取决于物体的质量和形状,以及所处的环境条件。

在标准大气条件下,一个没有空气阻力的物体在真空中自由下落的速度可以用自由落体公式计算:

v = √(2gh)

其中,v 表示物体的下落速度(单位为米/秒),g 表示地球的重力加速度(大约为9.8米/秒²),h 表示物体下落的垂直高度。

上述公式适用于没有空气阻力的情况,而在实际情况下,空气阻力会对物体下落速度产生影响。对于较轻的物体或较低的速度,空气阻力可能可以忽略不计;但对于较大质量或较高速度的物体,空气阻力将会显著减慢其下落速度。

因此,物体自然下落的速度可以在理论上由自由落体公式给出,但在实际情况下需要考虑空气阻力的影响,并可能需要进行更复杂的计算或实验来确定具体的速度值。


自由落体(自然下落)的定义

自由落体的“落体”,顾名思义是指物体在只受重力作用下,由高空自由下落,关键是“自由”二字,其含意为:其一,物体开始下落时是静止的,即初速度为0,如果给物体一个初速度竖直下落,不能算自由落体,只能算是加速度不变的匀加速运动,其二,物体在下落过程中,除受重力作用外,不再受其他任何作用力(如空气阻力)。

1、关掉火箭推进器的太空航行器

物理学展示

NASA的零G研究机构(Zero-G Research Facility)

(重量与地面施加的反作用力平衡)

搭乘飞机(重量与机翼提供的升力平衡) 重返大气层(atmospheric reentry)以及降落伞着陆:重量被反向的空气阻力所对抗

自由落体飞机的飞翔照

太空航行器的轨道动作(orbital maneuver):此时火箭提供推力参见加速度与重力加速度。

2、跳伞过程中的自由落体阶段

地球上,在真空管中下落,例如: 物理学展示

重返大气层以及降落伞着陆(重量被反向的空气阻力所对抗)。


典型例题

一个物体从高处落下,并经过2秒后触地。求该物体自由落体时的速度和下落的高度。

解题步骤如下:

1. 已知信息:

时间 t = 2秒

加速度 g = 9.8米/秒²(重力加速度,在近似条件下可取为常数)

2. 计算速度:

自由落体的速度公式为 v = gt

v = 9.8米/秒² × 2秒 = 19.6米/秒

因此,该物体自由落体时的速度为 19.6米/秒。

3. 计算下落的高度:

自由落体的高度公式为 h = 0.5gt²

h = 0.5 × 9.8米/秒² × (2秒)² = 19.6米

因此,该物体自由落体时的高度为 19.6米。

请注意,上述计算中假设了没有考虑空气阻力的情况,且重力加速度取为常数。在实际情况下,空气阻力会影响物体的下落速度和所达到的最终速度,因此以上计算结果仅适用于近似情况。



如何用微积分推导自由落体公式?
答:位移为速度对时间的积分,自由落体的速度与时间的关系为v=gt则v=∫gt=g∫t=1/2gt^2

自由落体运动的公式谁知道?
答:2、自由落体运动遵从匀加速直线运动规律。意为:运动以 初速度V=0(m/s),加速度a=9.8(m/s)(关于a的问题“1”中已注明)做直线运动,所以,为匀加速直线运动。解:因为玻璃球从高空坠落,并做自由落体运动,设玻璃球在此运动中,初速度为V1,到达地面的速度为V,公用时间t (s)故 又公式...

自由落体公式
答:自由落体公式只有3条,当然还有些推论:自由落体运动的规律 (1)速度随时间变化的规律:v=gt.(2)位移随时间变化的规律:h=1/2gt²(3)速度随位移的变化规律:2gh=v²推论 (1)相邻相等时间T内的位移之差△h=gT²;(2)一段时间内平均速度v=h/t=1/2gt 嗯~~如果学习...

自由落体运动的公式谁知道?
答:3、题目:一玻璃球从高空突然坠落,自此做自由落体运动,在达到地面时速度为98m/s,请问:该玻璃球从高空开始下落到到达地面用了多少时间?解:因为玻璃球从高空坠落,并做自由落体运动,设玻璃球在此运动中,初速度为V1,到达地面的速度为V,公用时间t (s)故 又公式可得 V=(V1)+a*t 因为 ...

由牛顿第二定律如何导出自由落体运动方程Y=1/2gt^2
答:mv)/Δt(见牛顿《自然哲学之数学原理》)。即,作用力正比于物体动量的变化率,这也叫动量定理。在相对论中F=ma是不成立的,因为质量随速度改变,而F=Δ(mv)/Δt依然使用。由s=v0*t + 1/2*a*t^2 公式,推导 Y=0*t + 1/2*g*t^2=1/2*g*t^2 即你要的:Y=1/2gt^2 ...

为什么 h=1/2·g·t^2 如何推导出来的???
答:根据匀加速运动的位移公式X=0.5at^2 自由落体运动中加速度a为g,位移X为h.代进公式里就成了h=1/2·g·t^2

自由落体公式△x=gt²怎么推倒出来的
答:s=1/2gt^2 v=gt 明显是积分,高二就会了 别急

自由落体运动
答:初速度为零的匀加速直线运动,做个比喻,蹦极就是自由落体运功。只要你理解了它运动的含义,用运动学公式就可以拔它推导出来~具体用到的公式就是。s=1/2(at)²把已知条件带上去就可以求解。如果这样你都不明白,或者没有学过,你完全可以忽略这道题。超过你学习的范围了。

高中物理自由落体公式
答:2、自由落体的位移公式:h=1/2gt^2‘’该公式表明自由落体在t秒时的位移为1/2gt^2。自由落体的速度与位移的关系:v^2=2gh,该公式表明自由落体在t秒时的速度v与位移h之间的关系满足v^2=2gh。3、机械能守恒定律:自由落体只受重力作用,因此其机械能守恒,即动能和势能之和不变。这可以通过...

自由落体的计算公式
答:自由落体的瞬时速度的计算公式为v=gt;位移的计算公式为;,其中,△s是距离增量,g是重力加速度(为g=9.8 m/s2,通常计算时取10m/s2),t是物体下落的时间。通常在空气中,随着自由落体运动速度的增加,空气对落体的阻力也逐渐增加。当物体受到的重力等于它所受到的阻力时,落体将匀速降落,此时它...