23.Закони вільного падіння.

Закони вільного падіння тіл уперше дослідив Галілей. Тіла, що вільно падають, рухаються з дуже великими швидкостями, через це у безпосередньому вивченні законів цього руху є багато труднощів. Тому Галілей вивчав рух тіл, що падають по похилій площині. Ці рухи також відбуваються від дії ваги, але з набагато меншими швидкостями, що чимало полегшує вивчання законів руху. Визначено такі закони вільного падання тіл.

1. Під впливом притягання до Землі всяке тіло, що вільно падає, рухається рівноприскорено.

Отже, до цього руху можна застосувати формули рівноприскореного руху.

2. Швидкість тіла, що вільно падає, у пустоті за кожну секунду збільшується на 980 або 9,8 .

Отже прискорення вільного падання тіла дорівнює 980 Прискорення вільного падання тіл позначається буквою

980 =9,8

Підставляючи у формули рівноприскореного руху без початкової швидкості замість , отримаємо формули для вільного падіння тіла

(1)

(2)

(3)

Обчислюючи пройдені тілом, що вільно падає, шляхи за 1, 2, 3 і т. д. секунд і підставляючи знайдені значення в таблицю, отримаємо:

		Шлях, пройдений за кожну окрему секунду
1
2
3
4
5
6 і т. д.

3. Шлях, що проходить тіло, вільно падаючи, за першу секунду, числом дорівнює половині прискорення.

4. Шляхи, що їх проходить, вільно падаючи, тіло, пропорційно до квадратів часу падіння.

Обчислюючи довжини шляхів, пройдених за першу, другу, третю і т. д. секунду, отримаємо:

5 Шляхи, пройдені за послідовно рівні проміжки часу, пропорційні до ряду непарних чисел:

.

Закон пропорційності пройдених шляхів до квадрата часу можна ілюструвати на досліді. Для цього можна використати вільні суточки на сходах багатоповерхового будинку.

Поділимо мотузку, рівну висоті суточок, на рівні довільні відрізки і прикріпимо до нього залізні гайки: першу від нижнього кінця — на відстані одного відрізка від кінця мотуза, другу — на відстані чотирьох таких самих відрізків від кінця, третю — на відстані 9 відрізків і т. д. Отже, відношення між відстанями від окремих гайок до нижнього кінця мотузки мають бути такі: 1 : 4 : 9 : 16 : 25 і т. д.

Зробивши це, мотузку з гайками опускаємо в суточки сходів так, щоб її кінець торкався підлоги. Щоб мотузка з гайками не гойдалась під час досліду, треба на кінці мотузки прив'язати що-небудь важке (рис. 14). Якщо випустити з рук мотузку, то гайки падатимуть послідовно одна по одній через рівні проміжки часу, рівність яких можна досить точно вловити вухом.

Запитання.

1. Як були вивчені закони вільного падіння тіл ?

2. Чому Галілей вивчав закони вільного падіння тіл не на русі тіл, що вільно падають, а на русі тіл по похилій площині ?

3. Який характер руху тіла, що вільно падає ?

4. Чому дорівнює прискорення вільного падіння тіл ?

5. Чому дорівнює шлях, що її проходить, вільно падаючи, тіло за першу секунду ?

6. Як змінюються пройдені шляхи тіла, що вільно падає, з часом ?

7. Як відносяться між собою пройдені шляхи тіла, що вільно падає у послідовно рівні проміжки часу ?

8. На якій спробі можна ілюструвати закон пропорційності пройдених шляхів до квадрата часу ?