Hvordan finne fart på et fallende objekt

Nær jordens overflate opplever en fallende gjenstand en konstant nedadgående akselerasjon på omtrent 9,81 ms-2. Hvis vi antar luftmotstand for å være ubetydelig, kan vi bruke bevegelsesligningene for et objekt som opplever en konstant akselerasjon for å analysere partikkelsens kinematikk. Videre, for å gjøre saker enkle, antar vi at partikkelen beveger seg langs en linje.

Når du gjør typiske beregninger av denne typen, er det viktig å definere en retning å være positiv. Deretter skal alle vektormengder som peker langs denne retningen, antas å være positive, mens mengder som peker i motsatt retning, bør antas å være negative.

Hvordan finne hastighet av et fallende objekt, som startet fra hvile

For dette tilfellet har vi . Så blir våre fire bevegelsesbevegelser:

Eksempel

En stein slippes fra Sydney Harbour Bridge, som ligger 49 m over vannflaten. Finn hastigheten av steinen som den treffer vannet.

I begynnelsen er steins hastighet 0. Ta med nedad retning å være positiv, har vi 49 m og  9,81 m s-2. Ved å bruke den fjerde ligningen ovenfor, har vi:  m s-1.

Hvordan finne hastighet av et fallende objekt, som ikke startet fra hvile

Her gjelder bevegelsens ligninger som vanlig.

Eksempel

En stein kastes nedover med en hastighet på 4,0 m s-1 fra toppen av en 5 m bygning. Beregn hastigheten på steinen når den treffer bakken.

Her bruker vi ligningen . Deretter, . Hvis vi tar nedover retning for å være positiv, så har vi  4,0 m s-1. og  9,81 m s-2. Ved å erstatte verdiene får vi:  m s-1.

Eksempel

En stein kastes oppover med en hastighet på 4,0 m s-1 fra toppen av en 5 m bygning. Beregn hastigheten på steinen når den treffer bakken.

Her er mengdene de samme som i forrige eksempel. Forflytningen av kroppen er fortsatt 5 m s-1 nedover, som de første og endelige posisjonene til steinen er de samme som i det tidligere eksemplet. Den eneste forskjellen her er at den innledende hastigheten til steinen er oppadgående. Hvis vi tar nedover retning for å være positiv, så ville vi ha  -4 m s-1. Men for dette spesielle tilfellet, siden , Svaret skal være det samme som før, fordi kvadrering gir det samme resultatet som kvadrering .

Eksempel

En ball kastes oppover med en hastighet på 5,3 m s-1. Finn hastigheten på ballen 0,10 s etter at den ble kastet.

Her tar vi oppoverretningen for å være positiv. Deretter,  5,3 m s-1. Akselerasjonen   er nedover, så  -9,81 m s-2 og tid  0,10 s. Tar ligningen , vi har  4,3 m s-1. Siden vi får et positivt svar, betyr dette at ballen fortsatt reiser oppover.

La oss nå prøve å finne hastigheten på ballen 0.70 s etter at den ble kastet. Nå har vi:  -1,6 m s-1. Merk at svaret er negativt. Dette betyr at ballen har nådd toppen, og går nå nedover.