Bài viết sẽ chia sẻ các lý thuyết cơ bản, các công thức cần nhớ và bài tập về sự rơi tự do trong chương trình vật lý lớp 10 bài 4.
Contents
Khái niệm
Sự rơi tự do là sự rơi của các vật ở gần mặt đất chỉ dưới tác dụng của trọng lực
Đặc điểm của sự rơi tự do
- Sự rơi tự do có phương thẳng đứng, có chiều từ trên xuống.
- Sự rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc a = g = const
- Tại cùng một nơi trên Trái Đất, các vật đều rơi tự do với cùng gia tốc g. Thường lấy g = 9,8(m/s2) hoặc g = 10(m/s2)
Các công thức, phương trình của sự rơi tự do
Khảo sát chuyển động của vật bị ném thẳng đứng, bỏ qua sức cản không khí
a. Ném xuống dưới
Chọn trục Ox hướng xuống dưới (chiều dương từ trên xuống dưới), gốc tọa độ O tại chỗ ném và gốc thời gian là lúc ném.
Khi đó:
b. Ném lên trên
Chọn trục Ox hướng lên (chiều dương hướng lên), gốc tọa độ O tại chỗ ném và gốc thời gian là lúc ném.
Khi đó:
Bài tập áp dụng:
Bài 1: Một vật rơi tự do từ độ cao s = 19,6(m) xuống đất. Tính thời gian rơi và vận tốc lúc chạm đất.
Đs: t = 2(s), v = 19,6(m/s)
Bài 2: Một hòn đá rơi từ miệng một giếng cạn đến đáy giếng mất 3(s). Tính độ sâu của giếng, lấy g = 9,8(m/s2)
Đs: s = 44,1 (m)
Bài 3: Từ vách núi, một người buông rơi một hòn đá xuống vực sâu. Từ lúc buông cho đến lúc nghe tiếng chạm của hòn đá mất 6,5(s). Biết rằng vận tốc truyền âm trong không khí xem như không đổi và bằng 360(m/s). Lấy g = 10(m/s2). Hãy tính:
a. Thời gian hòn đá rơi ?
b. Độ cao từ vách núi xuống đáy vực
Đs: t = 6(s), s = 180(m)
Bài 4: Thời gian rơi của một vật được thả rơi tự do là 4(s). Lấy g = 10(m/s2). Hãy tính:
a. Độ cao của vật so với mặt đất ?
b. Vận tốc lúc chạm đất ?
c. Vận tốc trước khi chạm đất 1(s)?
d. Quãng đường vật đi được trong giây cuối cùng ?
Đs: 80(m), 40(m/s), 30(m/s), 35(m)
Bài 5: Một vật rơi tự do tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10(m/s2). Thời gian rơi là 10(s). Tính:
a. Thời gian vật rơi được 1(m) đầu tiên ?
b. Thời gian vật rơi được 1(m)cuối cùng ?
Đs: 0,45(s), 0,01(s)
Bài 6: Một vật rơi tự do không vận tốc đầu tại nơi có gia tốc trọng trường là g = 10(m/s2). Thời gian rơi của vật là 5(s). Hãy tính:
a. Thời gian vật rơi 1(m) đầu tiên ?
b. Thời gian vật rơi 1(m) cuối cùng ?
c. Quãng đường vật rơi được trong 1(s) đầu tiên ?
d. Quãng đường vật rơi được trong 1(s)cuối cùng ?
Đs: 0.447(s); 0,02(s); 5(m); 45(m)
Bài 7: Một vật được thả rơi tự do tại nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8(m/s2) . Tính quãng đường vật rơi được trong 2 giây và giây thứ 2?
Đs: 19,6(m); 14,7(m)
Bài 8: Từ độ cao 20(m) một vật được thả rơi tự do. Lấy g = 10(m/s2) . Hãy tính:
a. Vận tốc của vật lúc chạm đất ?
b. Thời gian rơi ?
c. Vận tốc của vật trước khi chạm đất 1(s)
d. Quãng đường vật đi được trong giây cuối cùng ?
Đs: 20(m/s); 2(s); 10(m/s); 15(m)
Bài 9: Một vật rơi tự do không vận tốc đầu tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10(m/s2). Trong giây cuối cùng rơi được quãng đường gấp đôi quãng đường đi được trong 0,5(s) ngay trước đó. Tính độ cao lúc buông vật ?
Đs: 61,25(m)
Bài 10: Có hai vật rơi tự do từ hai độ cao khác nhau xuống đất. Thời gian rơi của vật (1) gấp đôi thời gian rơi của vật (2). Hãy so sánh:
- Quãng đường rơi của hai vật.
- Vận tốc chạm đất của hai vật.
Đs: h1 = 4h2, v1 = 2v2
