Chủ đề rơi tự do

SỰ RƠI TỰ DO
I. Sự rơi trong không khí và sự rơi tự do.
1. Sự rơi của các vật trong không khí.
Các vật rơi trong không khí xảy ra nhanh chậm khác nhau là do lực cản của không khí tác dụng vào chúng khác nhau.
2. Sự rơi của các vật trong chân không (sự rơi tự do).
- Nếu loại bỏ được ảnh hưởng của không khí thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau. Sự rơi của các vật trong trường hợp này gọi là sự rơi tự do.
Định nghĩa :
- Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực.
II. Nghiên cứu sự rơi tự do của các vật.
1. Những đặc điểm của chuyển động rơi tự do.
+ Phương của chuyển động rơi tự do là phương thẳng đứng (phương của dây dọi).
+ Chiều của chuyển động rơi tự do là chiều từ trên xuống dưới.
+ Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều.
2. Các công thức của chuyển động rơi tự do không có vận tốc đầu:
v = g,t ; S=
; v2 = 2gS
2. Gia tốc rơi tự do.
+ Tại một nơi nhất định trên Trái Đất và ở gần mặt đất, các vật đều rơi tự do với cùng một gia tốc g.
+ Ở những nơi khác nhau, gia tốc rơi tự do sẽ khác nhau :
- Ở địa cực g lớn nhất : g = 9,8324m/s2.
- Ở xích đạo g nhỏ nhất : g = 9,7872m/s2
+ Nếu không đòi hỏi độ chính xác cao, ta có thể lấy g = 9,8m/s2 hoặc
g = 10m/s2.
Các dạng bài tập có hướng dẫn
Dạng 1: Vận dụng công thức tính quãng đường, vận tốc trong rơi tự do
Cách giải: Sử dụng các công thức
Công thức tính quãng đường: S = ½ gt2
- Công thức vận tốc: v = g.t
Bài 1: Một vật rơi tự do từ độ cao 20m xuống đất, g = 10m/s2.
a/ Tính thời gian để vật rơi đến đất.
b/ Tính vận tốc lúc vừa chạm đất.
Hướng dẫn giải:
a/

b/ v = gt = 20 m/s
Bài 2: Một vật được thả rơi không vận tốc đầu khi vừa chạm đất có v = 70m/s, g = 10m/s2
a/ Xác định quãng đường rơi của vật.
b/ Tính thời gian rơi của vật.
Hướng dẫn giải:
a/ v2 – v02 = 2.g.S

b/ v = gt
t = 7s
Bài 3: Từ độ cao 120m người ta thả một vật thẳng đứng xuống với v = 10m/s, g = 10m/s2.
a/ Sau bao lâu vật chạm đất.
b/ Tính vận tốc của vật lúc vừa chạm đất.
Hướng dẫn giải:
a/ S = v0t + ½ gt2
100 = 20t + t2
t = 4s ( nhận ) hoặc t = -6s ( loại )
b/ v = v0 + gt = 50 m/s
Bài 4: Thả một hòn đá từ độ cao h xuống đấy, hòn đá rơi trong 1s. Nếu thả hòn đá đó từ h’ = 4h thì thời gian rơi là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
h = ½ gt2

h’ = ½ gt1 2

Bài 5: Một vật rơi tự do khi chạm đất thì vật đạt v = 30m/s. Hỏi vật được thả rơi từ độ cao nào? g = 9,8m/s2.
Hướng dẫn giải:
v = v0 + gt
t = 3,06s
Quãng đường vật rơi: h = S = ½ gt2 = 45,9m
Bài 6: Người ta thả một vật rơi tự do, sau 4s vật chạm đất, g = 10m/s2. Xác định.
a/Tính độ cao lúc thả vật.
b/ Vận tốc khi chạm đất.
c/ Độ cao của vật sau khi thả được 2s.
Hướng dẫn giải:
a/ h = S = ½ gt2 = 80m
b/ v = v0 + gt = 40 m/s
c/ Quãng đường vật rơi 2s đầu tiên: S1 = ½ gt12 = 20m
Độ cao của vật sau khi thả 2s: h = S2 = S – S1 = 60m
Bài 7: Một người thả vật rơi tự do, vật chạm đất có v = 30m/s, g = 10m/s2.
a/ Tìm độ cao thả vật.
b/ Vận tốc vật khi rơi được 20m.
c/ Độ cao của vật sau khi đi được 2s.
Hướng dẫn giải:
a/ h = S = ½ gt2 = 45m
v = v0 + gt
t