本文解释了物理学中的自由落体是什么。您还将找到自由落体的公式，此外，还有一个已解决的自由落体下落示例。
什么是自由落体？
在物理学中，自由落体是一种直线运动，其中物体仅在重力的影响下从一定高度垂直落下。换句话说，在自由落体中，物体沿直线下落，忽略与空气或任何其他障碍物的摩擦。
因此，自由落体的主要特征是不考虑与空气的摩擦力（或摩擦力）。因此，自由落体运动中涉及的唯一力是重力。
例如，如果我们从建筑物的屋顶上扔下一个球，并忽略球与空气的摩擦力，它会执行自由落体运动，因为作用在其上的唯一力是重力。
自由落体公式
下面您可以看到自由落体运动的所有公式是什么。这些公式将帮助您解决身体的自由落体问题。
位置
没有任何摩擦力的自由下落的物体执行匀加速直线运动（MRUA）。因此，可以从MRUA位置公式推导出计算自由落体物体位置的公式：
金子：
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是身体自由落体时的高度。
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是身体投影的高度。
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是物体的初速度。
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是计算身体位置的时刻。
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是初始时刻。
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是重力加速度，地球上的值为 9.81 m/s 2 。
请注意，该参考系的坐标原点是地面。换句话说，身体将在位置 y=0 处与地面碰撞。
速度
没有任何摩擦力的自由下落的物体描述的是匀加速直线运动，因此我们可以找到任意时刻的速度的公式如下：
金子：
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是给定时刻身体的速度。
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是物体的初速度。
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是重力加速度，地球上的值为 9.81 m/s 2 。
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是计算身体速度的时刻。
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是初始时刻。
注意：请记住，自由落体正在下坡，因此速度有负号。所以，身体越低，速度的负值就越大。
加速
在自由落体过程中，所有摩擦力都被忽略，唯一起作用的力是重力。因此，加速度在整个轨迹上是恒定的。
金子：
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是身体的加速度。
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是重力加速度，地球上的值为 9.81 m/s 2 。
自由落体公式总结
您可以在下面看到一个表格，其中汇总了所有自由落体公式：
请注意，自由落体下降的物体的质量没有出现在任何公式中，这意味着如果我们忽略摩擦力，物体的位置、速度和加速度不依赖于其质量。
自由落体运动解决了
在本节中，我们将逐步解决自由落体练习，以便您更好地理解此类运动的概念。
- 物体从 80 米高处以零初速度自由落体释放。身体落地的速度有多快？忽略与空气的摩擦力，取重力值为g=10 m/s 2 。
要确定物体自由落体落地时的速度，首先要求出自由落体的时间。当物体在地面上时，其位置为 y=0，因此我们将位置方程设置为零：
我们求解所得的二次方程：
![\begin{aligned}5t^2&=80\\[2ex]t^2&=\cfrac{80}{5}\\[2ex]t^2&=16\\[2ex]t&=\sqrt{ 16}=\begin{cases}4\\[2ex]-4 \ \color{red}\bm{\times}\end{cases}\\[2ex]t&=4\ s\end{aligned}[/ latex] Et maintenant que nous connaissons le temps nécessaire au corps pour atteindre le sol, nous utilisons l'équation de la vitesse pour trouver la vitesse finale du corps : [latex]\begin{aligned}v&=v_0-g\cdot (t-t_0)\\[2ex]v&=0-10\cdot (4-0)\\[2ex]v&=-40 \ \cfrac{ m}{s}\end{aligné}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-acf2f09abd8f75c1ee0e570a6c0a93bc_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
自由落体和垂直射击
最后，我们将了解自由落体和垂直射击之间的区别，因为它们是两种非常相似但略有不同的运动类型。
垂直投掷是将身体垂直向上投掷，使身体先上升，然后下降，直到到达地面。同样，在垂直射击中，身体也可以向下抛，重要的是它沿直线移动并施加初始速度。
自由落体和垂直投掷之间的区别在于，一般来说，在自由落体过程中，身体没有初速度，因为身体只是简单地掉落。相反，在垂直投掷期间，身体具有初始速度，因为投掷身体时会施加力。
因此，自由落体和垂直投掷的最终身体速度和到达地面的时间是不同的。然而，两种运动的加速度是相同的，因为它是重力加速度。