Kalkulator rzutu pionowego i spadku swobodnego

Rzut pionowy i spadek swobodny to dwa bliskie sobie pojęcia związane z ruchem ciał podlegających grawitacji.

Sposób posługiwania się kalkulatorem rzutu pionowego i spadku swobodnego

Użytkownik wybiera jedną z opcji: spadek swobodny, rzut pionowy. W przypadku spadku swobodnego uzupełnia pole wysokość początkowa \(h>0\), a w przypadku rzutu pionowego uzupełnia również drugie pole: prędkość początkowa \(v_0>0\). Narzucone jednostki to odpowiednio metry i metry na sekundę. Po uzupełnieniu wymaganych pól automatycznie uzupełniają się pola wynikowe:
\(t_w\)  czas wznoszenia, [s]
\(t_s\)  czas opadania, [s]
\(t\)  czas ruchu, [s]
\(H\) maksymalna wysokość, [m]
\(v\) maksymalna prędkość, [m/s]

Czym jest rzut pionowy?

Rzutem pionowym nazywamy ruch ciała – zawsze w polu grawitacyjnym – pionowo do góry z pominięciem oporów ruchu i efektami związanymi z ruchem obrotowym Ziemi. Rzut pionowy, będący jedynym w swoim rodzaju rodzajem rzutu ukośnego, prezentuje przykład ruchu jednostajnie przyspieszonego (jego rodzajem jest ruch jednostajnie opóźniony) prostoliniowego z przyspieszeniem g=const. Ciało wyrzucone pionowo do góry porusza się początkowo ruchem jednostajnie opóźnionym z przyspieszeniem ziemskim g, natomiast po osiągnięciu najwyższego punktu zaczyna opadać, poruszając się ruchem jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem ziemskim g. Terminy, które opisują rzut pionowy to czas wznoszenia, wysokość maksymalna i czas lotu.

Definicja spadku swobodnego

Spadkiem swobodnym nazywamy ruch odbywający się tylko i wyłącznie pod wpływem ciężaru samego ciała (siła grawitacji), bez żadnych oporów ruchu, bez żadnej prędkości początkowej (na tej zasadzie planety krążą dookoła Słońca czy też Księżyc dookoła Ziemi, ale do swobodnego spadania zalicza się też, choć nie jest idealne z racji oporu, spadanie owoców z drzew, spadanie przedmiotów swobodnie puszczone z wysokości). Spadek swobodny zaczyna się, chociażby w momencie osiągnięcia wysokości maksymalnej w przypadku rzutów ukośnych, w tym rzutu pionowego. Pojęcie spadku swobodnego było jednym z założeń związanych z teorią względności Alberta Einsteina.
Za pierwszego naukowca, który badał spadek swobodny, uważa się Galileusza, był więc to przełom XVI/XVII wieku. Krąży legenda, że w czasie badań zrzucał kule armatnie ze szczytu Krzywej Wieży w Pizie, ale to tylko barwny mit – tak naprawdę eksperymentował z kulami/piłkami na pochylni (sam zaś eksperyment z kulami armatnimi nie udałby się, gdyż działałby na nie opór powietrza i kule nie spadłyby dokładnie w tym samym czasie).