Det frit fald og lodret kast de udgør de to frie lodrette bevægelser, der er karakteriseret ved at have det særlige ved at forfølge en enkelt bane ovenfra og nedad (i tilfælde af frit fald) og nedenfra og opad (i tilfælde af lodret kast). De kaldes gratis, fordi de ikke har nogen friktionskraft, det vil sige fordi de betragtes på en noget abstrakt måde, at de udføres i et vakuum. Enkelheden af disse to bevægelser på grund af fraværet af modstandskræfter gør dem til en af de første til at deltage i læring af fysiske videnskaber, der er almindelige i gymnasier. I øvelserne forbundet med disse to bevægelser er vægt eller masse ikke involveret, og det faktum, at friktion ikke betragtes, betyder, at formen på den bevægelige krop, der stiger eller falder, ikke betyder noget.
Kernen i frit fald og lodret kastdet er, at de hører til den fysiske kategori af retlinet bevægelse, ensartet varieret. Dette betyder, at som sagt de følger en enkelt vej, som ikke følger den med en enkelt hastighed, men med en enkelt acceleration: denne acceleration kaldes tyngdekraft, en styrke, der på jorden er ca. 9,8 meter pr. sekund for hvert sekund.
( *) Angivet matematisk er den 9,8 M / S2, og det forklares i det omfang, at startende fra en startposition i hvert sekund vil hastigheden være 9,8 meter pr. sekund (et hastighedsmål) større.
Mens fysiske egenskaber ved begge bevægelser de er ens, adskiller sig i nogle egenskaber. Derefter største forskelle mellem frit fald og lodret kast:
- I frit fald falder kroppen frit fra hvile uden at blive kastet i nogen retning, så en indledende hastighed lig med 0 overvejes.
- Ved lodret optagelse udføres bevægelsen derimod fra bunden op med en indledende hastighed, hvor bevægelsen på vej op er forsinket, og accelerationen er nedad og hastigheden opad. Mobilens hastighed stopper, indtil den når 0 på det højeste punkt på rejsen, hvorfra en frit faldbevægelse begynder.
Følgende liste indeholder nogle eksempler på frit fald og andre lodrette skudeksempler, øvelser med deres tilsvarende løsning, der letter deres forståelse.
- En bold tabes fra en bygning, som det tager 8 sekunder at nå jorden. Hvor hurtigt rammer bolden jorden? Løsning: Fremskridt med en acceleration på 9,81 M / S2 i 8 sekunder, dvs. det rammer med en hastighed på 78 M / S.
- Hvad er bygningens højde i den forrige øvelse? Løsning: Bygningens højde beregnes som halvdelen af accelerationen, gange tidens firkant: i dette tilfælde vil den være (½ * 9,81 M / S2) * (8S)2. Bygningens højde er 313,92 meter.
- En genstand falder i frit fald og når en hastighed på 150 M / S. Hvor lang tid tog det at falde? Løsning: Det tager cirka 15 sekunder.
- Hvad er den endelige hastighed af et frit faldende objekt, der starter fra hvile og falder i 10 sekunder? Løsning: 98,1 M / S.
- På en anden planet kastes en mobil og tager 20 sekunder at nå jorden, hvor den ankommer med en hastighed på 4 M / S. Hvad er tyngdeacceleration på den planet? Løsning: Acceleration der er 0,2 M / S2.
- Et projektil lanceres lodret opad med en starthastighed på 25 M / S. Hvor lang tid tager det at nå dit punkt med maksimal hastighed? Løsning: En del af 25 M / S og mister 9,81 hvert sekund. Derfor tager det 2,54 sekunder at nå jorden.
- I den foregående øvelse, hvad svarer højden til den maksimale hastighed? Løsning: Højden beregnes som halvdelen af starthastigheden ganget med tiden. Her 12,5 M / S * 2,54 S = 31,85 meter.
- En kugle kastes opad med en indledende hastighed på 22 M / S. Hvad er dens hastighed på 2 sekunder? Løsning: 2,38 M / S.
- Med hvilken starthastighed skal en pil skydes lodret opad for at nå en højde på 110 meter på 5,4 sekunder? Løsning: Da hastigheden går tabt, starter vi fra finalen, og produktet af tid og tyngdekraft tilføjes: 110 M / S + 5,4 S * 9,81 M / S2 = 162,97 M / S.
- Hvor lang tid tager det, før en mobil, der smides opad med en starthastighed på 200 M / S, stopper helt? Løsning: Det tager 20,39 sekunder.
