A aceleração devido à gravidade faz com que um objeto em queda ganhe velocidade à medida que viaja. Como a velocidade de um objeto em queda está constantemente mudando, talvez você não possa medi-lo com precisão. No entanto, você pode calcular a velocidade com base na altura da queda; o princípio de conservação de energia ou as equações básicas de altura e velocidade fornecem a relação necessária. Para usar a conservação de energia, você deve equilibrar a energia potencial do objeto antes que ele caia com sua energia cinética quando ele pousar. Para usar as equações da física básica para altura e velocidade, resolva a equação da altura pelo tempo e depois resolva a equação da velocidade.
Conservação de Energia
Verifique a altura da qual o objeto caiu. Multiplique a altura pela aceleração do objeto devido à gravidade. A aceleração devida à gravidade é de 32,2 pés /s ^ 2 para unidades inglesas ou 9,8 m /s ^ 2 para unidades SI. Se você soltar um objeto de 15 pés, por exemplo, multiplicaria 15 pés * 32,2 pés /s ^ 2 para obter 483 pés ^ 2 /s ^ 2.
Multiplique o resultado por 2. Por exemplo, 483 pés ^ 2 /s ^ 2 * 2 \u003d 966 pés ^ 2 /s ^ 2.
Pegue a raiz quadrada do resultado anterior para calcular a velocidade quando o objeto atingir o chão. A raiz quadrada de 966 pés ^ 2 /s ^ 2 é 31,1 pés /s, portanto o objeto neste exemplo atingirá o solo viajando a 31,1 pés /s.
Funções de altura e velocidade
Verifique a altura em que o objeto caiu. Multiplique a altura por 2 e divida o resultado pela aceleração do objeto devido à gravidade. Se o objeto caísse de 5 m, a equação ficaria assim: (2 * 5 m) /(9,8 m /s ^ 2) \u003d 1,02 s ^ 2.
Pegue a raiz quadrada do resultado para calcule o tempo que leva para o objeto cair. Por exemplo, a raiz quadrada de 1,02 s ^ 2 é igual a 1,01 s.
Multiplique o tempo pela aceleração devido à gravidade para encontrar a velocidade quando o objeto atinge o chão. Se levar 9,9 segundos para o objeto atingir o chão, sua velocidade é (1,01 s) * (9,8 m /s ^ 2) ou 9,9 m /s.
Dicas
Se você conseguir cronometrar quanto tempo leva para o objeto cair, basta multiplicar esse tempo pela aceleração devido à gravidade para encontrar a velocidade final.
Se você quiser saber a velocidade do objeto em algum momento antes de atingir o solo, use a distância em que o objeto caiu naquele lugar no lugar da distância ao solo em qualquer das equações.
Multiplique os pés por segundo por 0,68 para encontrar a velocidade do objeto em milhas por hora.
Avisos
Essas equações não se aplicam a objetos que caem de altitudes elevadas, porque esses objetos atingirão uma velocidade terminal antes de atingirem o solo. Se você conhece a velocidade terminal de um objeto, divida esse número pela raiz quadrada de 2 * g para determinar a altura máxima pela qual essas equações serão válidas para esse objeto.
