自由落體是指常規物體只在重力的作用下,初速度為零的運動,叫做自由落體運動。自由落體運動是壹種理想狀態下的物理模型。是任何物體在重力的作用下,至少在最初,只有重力為唯壹力量條件下產生慣性軌跡,是初速度為0的勻加速運動。
由於自由下落的情況下大氣層以外重力產生失重,有時任何失重的狀態由於慣性運動稱為自由落體。這可能也適用於失重產生是因為身體遠離引力體。雖然嚴格的技術應用的定義不包括運動的物體受到其他阻力,如空氣阻力,在非技術用法,會通過氣氛沒有部署的降落傘,或起重裝置,也常被稱為自由落體。
自由落體運動的特點
(1)物體開始下落時是靜止的即初速度V=0。如果物體的初速度不為0,就算是豎直下落,也不能算是自由落體。
(2)物體下落過程中,除受重力作用外,不再受其他任何外界的作用力(包括空氣阻力)或外力的合力為0。
(3)真空狀態下,任何物體在相同高度做自由落體運動時,下落時間相同。[3]
自由落體運動源於地心引力,物體在只受重力作用下從相對靜止開始下落的運動叫做自由落體運動(其初速度為Vo=0m/s)譬如用手握住某種物體,不施加任何外力的理想條件下輕輕松開手後發生的物理現象。
基本公式
(1)速度隨時間變化的規律:v=gt,g是重力加速度,g≈9.8m/(s^2)
(2)位移隨時間變化的規律:h=(1/2)gt2。
(3)速度隨位移的變化規律:2gs=v2。
重力勢能
在下落的過程中,物體無論在哪個高度也不論是否具有速度,都具有重力勢能,其數值同樣也是Ep?= mgh。如果物體在下落過程中不受其它力的作用,且可以忽略空氣阻力時,其總能量遵守機械能守恒定則,即重力勢能和動能的總和守恒。我們常常用機械能守恒定則來計算,物體可能達到的最大高度和落到地面瞬間的最大速度。