ال السقوط الحر والرمي العمودي إنها تشكل الحركتين الرأسيتين الحرتين ، وتتميزان بهذه الطريقة بخصوصية متابعة مسار واحد من أعلى إلى أسفل (في حالة السقوط الحر) ومن أسفل إلى أعلى (في حالة الرمي العمودي). يطلق عليهم اسم أحرار لأنه ليس لديهم أي قوى احتكاك ، أي لأنه يتم اعتبارهم بطريقة مجردة يتم تنفيذها في فراغ. إن بساطة هاتين الحركتين ، بسبب غياب قوى المقاومة ، تجعلهما من أوائل الحركات المنضمة إلى تعلم العلوم الفيزيائية ، الشائعة في المدارس الثانوية. في التدريبات المصاحبة لهاتين الحركتين ، لا يتم تضمين الوزن أو الكتلة ، وحقيقة عدم اعتبار الاحتكاك يعني أن شكل الجسم المتحرك الذي يرتفع أو ينخفض لا يهم.
جوهر السقوط الحر والرمي العموديإنها تنتمي إلى الفئة المادية للحركة المستقيمة ، المتنوعة بشكل موحد. هذا يعني ، كما ذكر ، يسلكون طريقًا واحدًاالتي لا تتبعها بسرعة واحدة ولكن بتسارع واحد: يسمى هذا التسارع الجاذبية، مقدار يقارب 9.8 مترًا في الثانية على الأرض لكل ثانية.
( *) حسب الحساب رياضيًا ، فهي 9.8 م / ث2، ويتم شرح ذلك إلى الحد الذي يبدأ من الموضع الأولي ، في كل ثانية ستكون السرعة 9.8 متر في الثانية (مقياس السرعة) أكبر.
بينما ال الخصائص الفيزيائية لكلتا الحركتين إنها متشابهة ، تختلف في بعض الخصائص. ثم الاختلافات الرئيسية بين السقوط الحر والرمي العمودي:
- في حالة السقوط الحر ، يُسقط الجسم بحرية من السكون دون أن يُلقى في أي اتجاه ، لذلك تُؤخذ السرعة الابتدائية التي تساوي 0 في الاعتبار.
- من ناحية أخرى ، في التصوير العمودي ، تتم الحركة من الأسفل إلى الأعلى بسرعة أولية ، حيث تتأخر الحركة في الطريق للأعلى ويكون التسارع لأسفل والسرعة لأعلى. تتوقف سرعة المتحرك حتى تصل إلى 0 عند أعلى نقطة في المسار ، ومن هذه النقطة تبدأ حركة السقوط الحر.
القائمة التالية سوف تشمل بعض أمثلة على السقوط الحر و اخرين أمثلة لقطة عمودية، تمارين مع الحل المقابل الذي يسهل فهمهم.
- يتم إسقاط كرة من مبنى يستغرق وصولها إلى الأرض 8 ثوانٍ. ما مدى سرعة الكرة في اصطدامها بالأرض؟ الدقة: يتقدم بسرعة 9.81 م / ث2 لمدة 8 ثوانٍ ، أي أنه يضرب بسرعة 78 م / س.
- في التمرين السابق ما هو ارتفاع المبنى؟ الدقة: يُحسب ارتفاع المبنى بنصف العجلة ، مضروبة في مربع الوقت: في هذه الحالة ، سيكون (½ * 9.81 M / S2) * (8S)2. ارتفاع المبنى 313.92 متر.
- سقوط جسم في حالة سقوط حر وتصل سرعته إلى 150 م / س. كم من الوقت استغرق السقوط؟ الدقة: تستغرق حوالي 15 ثانية.
- ما السرعة النهائية لجسم يسقط حرًا ويبدأ من السكون وينخفض لمدة 10 ثوانٍ؟ الدقة: 98.1 م / س.
- على كوكب آخر ، يتم إلقاء هاتف محمول ويستغرق 20 ثانية للوصول إلى الأرض ، حيث يصل بسرعة 4 م / س. ما هو تسارع الجاذبية على هذا الكوكب؟ الدقة: التسارع هناك هو 0.2 م / ث2.
- يتم إطلاق مقذوف عموديًا لأعلى بسرعة ابتدائية 25 م / س. كم من الوقت يستغرق الوصول إلى نقطة السرعة القصوى؟ الدقة: جزء من 25 م / ث ، ويفقد 9.81 كل ثانية. لذلك ، سيستغرق الوصول إلى الأرض 2.54 ثانية.
- في التمرين السابق ، ما هو الارتفاع المقابل للسرعة القصوى؟ الدقة: يُحسب الارتفاع بنصف السرعة الأولية ، مضروبًا في الوقت. هنا 12.5 M / S * 2.54 S = 31.85 متر.
- رُميَت كرة لأعلى بسرعة ابتدائية 22 م / س. ما سرعته عند ثانيتين؟ الدقة: 2.38 م / س
- بأي سرعة ابتدائية يجب أن يُطلق سهم رأسيًا لأعلى ليصل إلى ارتفاع 110 مترًا في 5.4 ثانية؟ الدقة: مع ضياع السرعة ، نبدأ من النهاية ويضاف ناتج الوقت والجاذبية: 110 M / S + 5.4 S * 9.81 M / S2 = 162.97 م / س
- ما هو الوقت الذي يستغرقه الهاتف المحمول الذي يتم دفعه لأعلى بسرعة ابتدائية 200 م / ث حتى يتوقف تمامًا؟ الدقة: تستغرق 20.39 ثانية.
