Кинематика: свободное падение тел, движение тела, брошенного вертикально и под углом к горизонту: ЕГЭ по физике

Кинематика свободного падения и движения тела, брошенного под углом к горизонту, описывает равноускоренное движение под действием силы тяжести (сопротивление воздуха не учитывается). Ключевые модели: свободное падение (начальная скорость равна нулю или направлена вертикально), движение тела…

Что нужно знать

• Ускорение свободного падения g ≈ 9,8 м/с² (в школьных задачах часто 10 м/с²), направлено вертикально вниз.
• Свободное падение — движение только под действием силы тяжести, без начальной скорости (v0 = 0).
• Для свободного падения: v = gt, h = gt²/2, v² = 2gh, время падения с высоты h: t = √(2h/g).
• Движение тела, брошенного вертикально вверх: v = v0 – gt, h = v0t – gt²/2, максимальная высота H = v0²/(2g), время подъёма t_под = v0/g, общее время полёта до возврата в точку броска 2v0/g.
• Движение под углом к горизонту: начальная скорость раскладывается на v0x = v0 cosα и v0y = v0 sinα.
• По горизонтали движение равномерное: x = v0 cosα · t (сопротивление воздуха не учитывается).

Термины и понятия

• Свободное падение: движение тела только под действием силы тяжести (сопротивление среды пренебрежимо мало).
• Ускорение свободного падения: ускорение, сообщаемое телу силой тяжести у поверхности Земли; обозначается g, направлено вертикально вниз.
• Начальная скорость: скорость тела в момент начала наблюдения (t = 0); может быть равна нулю, направлена вертикально или под углом к…
• Траектория: линия, которую описывает тело при движении; для броска под углом к горизонту (без сопротивления) — парабола.
• Время подъёма: время от начала движения до достижения максимальной высоты (при вертикальном броске вверх или броске под углом).
• Максимальная высота подъёма: наибольшая высота, достигаемая телом за время полёта.
• Дальность полёта: горизонтальное расстояние, пройденное телом от точки броска до точки падения на ту же горизонтальную плоскость.
• Проекция скорости: составляющая вектора скорости вдоль выбранной оси (например, vx = v0 cosα, vy = v0 sinα – gt).

Частые ошибки

• Забывают, что ускорение свободного падения всегда направлено вниз, и при выборе оси OY вверх проекция ay = –g; путают знаки в уравнениях.
• Считают, что в верхней точке траектории при броске под углом к горизонту скорость равна нулю; на самом деле равна нулю только вертикальная составляющая, а горизонтальная сохраняется.
• Ошибочно полагают, что время подъёма не равно времени спуска при отсутствии сопротивления воздуха (на самом деле равны).
• Применяют формулы свободного падения (v0 = 0) к случаю броска с начальной скоростью, и наоборот.

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Кинематика: свободное падение тел, движение тела, брошенного вертикально и под углом к горизонту» занимает 2 занятия по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Другие темы раздела

• Кинематика: равномерное прямолинейное движение, скорость, перемещение, путь
• Кинематика: равноускоренное прямолинейное движение, ускорение, графики зависимости кинематических величин от времени
• Кинематика: равномерное движение по окружности, линейная и угловая скорость, центростремительное ускорение
• Динамика: законы Ньютона, инерциальные системы отсчёта, принцип относительности Галилея
• Динамика: сила, масса, сложение сил, сила упругости и закон Гука
• Динамика: сила трения, сила тяжести, вес тела, невесомость, перегрузка

← Предыдущая тема: Кинематика: равноускоренное прямолинейное движение, ускорение, графики зависимости кинематических величин от времени
Следующая тема: Кинематика: равномерное движение по окружности, линейная и угловая скорость, центростремительное ускорение

Все темы: ЕГЭ по физике