自由落體計算

2014-09-28 4:31 am
甲、乙兩個體積、形狀相同的球,質量分別為10kg、20kg,自100m的高度自由落下,若不考慮空氣浮力與阻力,關於這兩個球運情形的比較,下列何者正確?

(A)著地速度:乙>甲
(B)著地所需時間:乙>甲
(C)落下一秒距地面的高度:甲=乙
(D)落下過程所受的重力:甲<乙

需要各選項的詳細分析,謝謝~ :3

回答 (3)

2014-09-28 7:16 am
✔ 最佳答案
首先,不論甲或是乙所受的加速度均是重力加速度g

所以每秒增加的速度是相同的

(a)既然高度一樣 又都是自由落體 加速度又相同

根據v^2=v0^2+2gh 可知著地速度甲等於乙

(b)由(a)知著地速度v相同

所以根據v=v0+gt知道 著地時間甲等於乙

(c)由s=v0t+(1/2)gt^2 知道s於t=1時相同

(d)所受重力為mg 所以甲小於乙

以上是較為正式的解法



我想學習物理的人需要一些感覺

首先加速度相同=>每秒增加速度一樣,又離地距離相同

=>著地速度、時間均相同(a)(b)均錯

再來落地時間相同=>每秒落下之距離都相同=>(c)正確

(d)m甲<m乙 => (d)正確

2014-09-30 20:37:13 補充:
當然可以如此,不過版大應該剛開始學。

或許您可以提供他您對題目的感覺^^
參考: 小天
2014-09-30 9:01 pm
答案 就C跟D啊 這題根本秒解 不考慮阻力下 作直線運動 不需考慮質量
2014-09-29 2:26 am
做這種題目, 如果感覺無法直接套套公式就解完, 那麼畫個草圖如何?草圖是很直觀的
要知道物體的運動情形, 必須知道其受力情形, 所以, 若不考慮空氣浮力與阻力, 兩物所受的力就只是單純的萬有引力

我們知道地球的size是幾千km, 所以相對而言, 兩物在鉛直方向上的運動路徑100m幾乎不影響兩物與地球核心的距離, 既然兩物與地球核心間的距離可以當做不變, 也就是說相對靜止, 那對兩物而言, 我們乾脆把遠處的地球視為質量為M的大球體
設甲物,乙物的質量為M1,M2, 與地球核心距離R

根據萬有引力定律和牛頓第二運動定律, 兩物的落地加速度分別為 (GMM1/R^2)/M1 和 (GMM2/R^2)/M2 皆為 GM/R^2, 於是兩物在鉛直方向運動狀況就非常單純了, 單純到連公式都不必代, 就可以像樓上說的一樣用一點感覺掃所有選項, 答案很明顯為(C)

另外, 甲乙兩物之間也有萬有引力存在(這時的萬有引力就不是重力了), 但由於兩物始終處於同一高度, 故此力僅僅會讓兩物在水平方向上靠得更近, 完全不影響鉛直方向的運動。

以上是個人解析, 希望你的問題到此解決

2014-09-30 15:46:53 補充:
更正漏打的:答案補上(D), 意即答案(C)(D)


收錄日期: 2021-04-27 21:24:26
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20140927000016KK04130

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