თავისუფალი ვარდნა და ვერტიკალური სროლა ისინი ქმნიან ორ თავისუფალ ვერტიკალურ მოძრაობას, რომლებიც ხასიათდება ამ გზით ზემოდან ქვემოთ (თავისუფალი ვარდნის შემთხვევაში) და ქვემოდან ზემოთ (ვერტიკალური გადაყრის შემთხვევაში) ერთი ბილიკის გატარების განსაკუთრებული მახასიათებლით. მათ უწოდებენ თავისუფალს, რადგან მათ არ აქვთ ხახუნის ძალა, ანუ იმიტომ განიხილება, რომ ისინი გარკვეულწილად აბსტრაქტული გზით ხდებიან ვაკუუმში. ამ ორი მოძრაობის სიმარტივე, წინააღმდეგობის გაწევის ძალების არარსებობის გამო, მათ ერთ-ერთი პირველი ხდის საშუალო სკოლებში გავრცელებულ ფიზიკურ მეცნიერებათა სწავლას. ამ ორ მოძრაობასთან ასოცირებულ სავარჯიშოებში წონა ან მასა არ ერევა და ის, რომ ხახუნი არ განიხილება, ნიშნავს, რომ მობილური ფორმის აწევა ან დაცემა არ აქვს მნიშვნელობა.
ბირთვი თავისუფალი ვარდნა და ვერტიკალური სროლაეს არის ის, რომ ისინი მიეკუთვნებიან სწორხაზოვანი მოძრაობის ფიზიკურ კატეგორიას, ერთნაირად მრავალფეროვანი. ეს ნიშნავს, რომ, როგორც ნათქვამია, ისინი ერთ გზას მისდევენ, რომლებიც მას არ აჰყვებიან ერთი სიჩქარით, მაგრამ ერთი აჩქარებით: ამ აჩქარებას ეწოდება სიმძიმის, დედამიწაზე სიდიდე დაახლოებით 9,8 მეტრი წამში, წამში.
( *) მათემატიკურად ნათქვამია, რომ ეს არის 9,8 მ / წმ2, და აიხსნება იმ ზომით, რომ საწყისი პოზიციიდან დაწყებული, თითოეულ წამში სიჩქარე 9,8 მეტრი წამში (სიჩქარის საზომი) მეტი იქნება.
მიუხედავად იმისა ორივე მოძრაობის ფიზიკური თვისებები ისინი მსგავსია, განსხვავდება ზოგიერთი მახასიათებლით. Შემდეგ ძირითადი განსხვავებები თავისუფალ ვარდნასა და ვერტიკალურ სროლას შორის:
- თავისუფალ ვარდნაში სხეული თავისუფლად ვარდება მოსვენებისგან რაიმე მიმართულებით გადაგდების გარეშე, ამიტომ გათვალისწინებულია საწყისი სიჩქარე 0 – ის ტოლი.
- მეორეს მხრივ, ვერტიკალურ სროლაში მოძრაობა ხორციელდება ქვევიდან ზემოთ საწყისი სიჩქარით, სადაც ასვლისას მოძრაობა შეფერხებულია და აჩქარება ქვევით, ხოლო სიჩქარე ზემოთ. მობილური სიჩქარე ჩერდება მანამ, სანამ არ მიაღწევს 0 – ს მგზავრობის უმაღლეს წერტილში, საიდანაც იწყება თავისუფალი ვარდნის მოძრაობა.
შემდეგ ჩამონათვალში შეტანილია რამდენიმე თავისუფალი ვარდნის მაგალითები და სხვა ვერტიკალური გასროლის მაგალითები, სავარჯიშოები შესაბამისი გადაწყვეტით, რაც ხელს უწყობს მათ გაგებას.
- შენობიდან ბურთი ვარდება, რისთვისაც მიწის ჩასვლას 8 წამი სჭირდება. რამდენად სწრაფად ხვდება ბურთი მიწას? რეზოლუცია: წინსვლა 9,81 მ / წმ აჩქარებით2 8 წამის განმავლობაში, ანუ ის ხვდება 78 მ / წმ სიჩქარით.
- წინა სავარჯიშოში, რა არის შენობის სიმაღლე? რეზოლუცია: შენობის სიმაღლე გამოითვლება აჩქარების ნახევარზე, დროის კვადრატზე გამრავლებული: ამ შემთხვევაში, ეს იქნება (½ * 9,81 მ / წმ2) * (8S)2. შენობის სიმაღლეა 313,92 მეტრი.
- ობიექტი თავისუფლად ვარდება და 150 მ / წმ სიჩქარეს აღწევს. რამდენი ხანი დასცა? რეზოლუცია: ამას დაახლოებით 15 წამი სჭირდება.
- რა არის საბოლოო სიჩქარე თავისუფალი ვარდნის ობიექტისა, რომელიც იწყება დანარჩენიდან და ეცემა 10 წამში? რეზოლუცია: 98.1 მ / წმ
- სხვა პლანეტაზე მობილური ისვრის და 20 წამს სჭირდება ადგილზე მისასვლელად, სადაც ის 4 მ / წმ სიჩქარით ჩადის. რა არის ამ პლანეტაზე მიზიდულობის აჩქარება? რეზოლუცია: დაჩქარება იქ არის 0.2 მ / წმ2.
- ჭურვი იშლება ვერტიკალურად ზემოთ, საწყისი სიჩქარით 25 მ / წმ. რა დრო სჭირდება მაქსიმალური სიჩქარის წერტილამდე მისასვლელად? რეზოლუცია: 25 მ / წმ – ის ნაწილი და ყოველ წამს კარგავს 9.81 – ს. ამიტომ, მიწის მიღწევას დასჭირდება 2.54 წამი.
- წინა სავარჯიშოში, რომელი სიმაღლე შეესაბამება მაქსიმალურ სიჩქარეს? რეზოლუცია: სიმაღლე გამოითვლება საწყისი სიჩქარის ნახევარზე, გამრავლებული დროზე. აქ 12,5 მ / წ * 2.54 ს = 31,85 მეტრი.
- ბურთი ზევით ისვრის 22 მ / წთ საწყისი სიჩქარით. რა არის მისი სიჩქარე 2 წამში? რეზოლუცია: 2.38 მ / წმ
- რა საწყისი სიჩქარით უნდა ისროლოს ისარი ვერტიკალურად ზემოთ, რომ 5,4 წამში 110 მეტრის სიმაღლეს მიაღწიოს? რეზოლუციასიჩქარე რომ დაიკარგება, ჩვენ ვიწყებთ ფინალიდან და ემატება დროის და სიმძიმის პროდუქტი: 110 მ / წმ + 5,4 სგ * * 9,81 მ / წმ2 = 162.97 მ / ს
- რამდენ ხანს სჭირდება მობილური, რომელიც თავდაპირველად 200 M / S სიჩქარით ისვრის, რომ გაჩერდეს? რეზოლუცია: საჭიროა 20.39 წამი.
