Cele:

Dowiesz się, w jaki sposób ciała spadają i co wpływa na ich ruch.

Poznasz definicję spadania swobodnego.

 

Jak myślisz, która z monet wygra zawody?

Weź dwie monety o różnej masie, np. 1 grosz i 5 złotych. Upuść je jednocześnie z tej samej wysokości na podłogę. Która z monet upadnie pierwsza?

 

Ruchem spadających ciał zajmował się już Galileusz w XVII w.

Podobno zrzucał on przedmioty z Krzywej Wieży w Pizie. I badał ciała staczające się po równi pochyłej.

skorzystaj z symulacji (link)

To on jako pierwszy przewidział i sformułował hipotezę, w jaki sposób spadałyby ciała umieszczone w próżni

(pomimo tego, że nie potrafił wytworzyć próżni i potwierdzić swojej hipotezy doświadczalnie)

 

Wykażemy, że przyspieszenie spadającego ciała nie zależy od jego masy.

 

Wnioski

Przyspieszenie spadających ciał nie zależy od ich masy.

1. Skoro oba kawałki plasteliny upuszczone z takiej samej wysokości spadły jednocześnie, to oznacza, że oba poruszały się z takim samym przyspieszeniem. Masa jednego kawałka jest dwa razy mniejsza od masy drugiego. Zatem masa nie miała wpływu na wartość przyspieszenia.

2. Skoro obie kartki (zgnieciona i niezgnieciona) upuszczone z takiej samej wysokości nie spadły jednocześnie, to oznacza, że poruszały się z przyspieszeniami o różnych wartościach. Ponieważ masy obu kartek były takie same, oznacza to, że wartości sił wypadkowych działających na kartki były różne. To zaś oznacza, że wartości sił oporów działających na kartki nie zależały od ich masy, tylko kształtu.

 

Wykażemy, że w próżni ciała o różnej masie i innym kształcie upuszczone z tej samej wysokości spadną w tym samym czasie.

 

1. Skoro skrawek papieru i metalowy krążek umieszczone w próżni spadły w tym samym czasie oznacza to, że jeśli wyeliminujemy siły oporu powietrza, to czas spadku nie zależy ani od masy ani od wymiarów ciał, tylko od wysokości z której ciała zostały upuszczone.

2. Swobodnie spadające ciała umieszczone w próżni poruszają się z identycznym przyspieszeniem. (w tym wypadku przyspieszeniem ziemskim)

 

Spadek swobodny, to taki w którym nie ma oporu powietrza  - ciała puszczone z tej samej wysokości  niezależnie od masy i kształtu spadają w tym samym czasie pod wpływem siły grawitacji. Czas spadku zależy od wysokości.

Gdy siły oporu ruchu są zaniedbywalnie małe, np. upuszczamy z tej samej wysokości szpilkę i śrubkę, to również spadną one w tym samym czasie. Z dużym przybliżeniem można to uznać za spadek swobodny.

 

Wykonaj doświadczenie:

Weź monetę 1 zł i wytnij z kartonu nieco mniejszy od monety krążek.

Upuść w tym samym czasie i z równej wysokości i monetę i krążek  - co zaobserwowałeś?

Ułóż ten sam krążek na monetę i upuść z pewnej wysokości - co zaobserwowałeś?

 

Skoro spadające swobodnie ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym,

zatem droga jaką pokonuje w trakcie lotu jest:

- wprost proporcjonalna do przyspieszenia i

 - proporcjonalna do kwadratu czasu jego spadku

Uruchom symulator, aby to sprawdzić.

 

Zadanie: Przeanalizuj i wykonaj doświadczenie.

 

 

Ponieważ spadanie swobodne może odbywać się w warunkach próżni (bez oporów ruchu), na świecie istnieją specjalne laboratoria posiadające wysokie tunele z próżnią do przeprowadzania eksperymentów. Jednym z nich jest  Fallturm Bremen w Bremie.

 

Sprawdź się

1. POMYŚL

Czy potrafisz wskazać przykłady swobodnego spadania ciał?

Czy wiesz od czego zależy czas swobodnego spadku?

Czy wiesz jakim ruchem poruszają się swobodnie spadające ciała?

 

2. Rozwiąż zadania zamieszczone w Twoim podręczniku (str. 178)

 

W ramach podsumowania obejrzyj film

 

 

Ustal na ile opanowałeś/aś zagadnienia uwzględnione w celach lekcji.

Życzę miłej pracy.