Loading [MathJax]/jax/output/CommonHTML/jax.js








Время падения тела на землю


        На вопрос о том, какое время падения тела с высоты h обычно в качестве ответа приводится формула t=2hg,(1)известная из школьного учебника физики. В качественном решение задач по физике мы используем именно эту формулу. В этой формуле g=9,8м/с2ускорение свободного падения, но в задачах ЕГЭ мы принимаем g=10м/с2. Так проще считать без калькулятора. На этой странице решаются задачи о нахождении времени падения тел с высоты. Сразу оговоримся, сопротивление воздуха не учитываем. То есть ищется время падения на землю без учёта сопротивления.


        Задача. Найти время падения тела, брошенного с нулевой начальной скоростью с высоты останкинской телебашни, высота которой равна 500 метров.

Решение

        По формуле (1) получаем t=(2hg)=(250010)=100=10с.        Ответ: t=10с.





        Если телу сообщить начальную скорость, направленную вниз, то уравнение движения примет видy=hv0tgt22.         В момент падения на землю y=0, и чтобы определить время падения, придётся решать квадратное уравнениеgt22+v0th=0.        Найдём дискриминант D=v20+2gh>0.Дискриминант положительный. Тогда время падения равноt=v0+Dg=v0+v20+2ghg.(2)         Дискриминант берётся со знаком “+”, так как время не бывает отрицательным, ибо такова природа времени.


        Задача. Найти время падения тела, камня, брошенного с вершины Бурдж-Халифа вниз со скоростью 20 метров в секунду, если высота башни Бурдж-Халифа равна 848 метров.

Решение

        Пдставив значения в формулу (2), получим t=v0+v20+2ghg=20+202+21084810=11,17c.        Ответ: t=11,17с.





        Если телу сообщить начальную скорость, направленную вверх, то уравнение движения примет видy=h+v0tgt22.         В момент падения на землю y=0, поэтому, чтобы определить время падения, придётся решать квадратное уравнениеgt22v0th=0.        Дискриминант этого квадратного уравнения также положительныйD=v20+2gh>0.        Время падения тела на землюt=v0+Dg=v0+v20+2ghg.(3)        Здесь мы также взяли дискриминант со знаком “+”, так как время не может быть отрицательным.


        Задача. Хуршед подбросил помидор вертикально вверх со скоростью 25 метров в секунду, находясь при этом на балконе девятого этажа, который расположен на высоте 27 метров. Найти время падения помидора на асфальт, если сопротивление воздуха отсутствует.

Решение

        По формуле (3) найдём время падения:t=v0+v20+2ghg=25+252+2102710=5,9c.        Ответ: Время падения t=5,9с.





        Не надо забывать, что ускорение свободного падения на различных планетах различное. Так, например, на Венере оно составляет 8,87 м/с^2 , а на Юпитере 24,79 м/с^2. Ускорение свободного падения определяется формулойg=GMR2. и как видно зависит от массы планеты M и её радиуса R.
        Таким образом и время падения тела на разных планетах будет разным. Помните об этом.


Модифицированное правило Саррюса