Когда тело падает с высоты под действием силы тяжести, его движение можно описать с помощью уравнений равнопеременного движения. В данном случае, поскольку начальная скорость равна нулю и сопротивление воздуха пренебрегается, мы можем использовать следующие уравнения:
- Уравнение для определения пройденного пути при равнопеременном движении:
[ s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 ]
где:
- ( s ) — пройденный путь,
- ( v_0 ) — начальная скорость (в нашем случае равна 0),
- ( a ) — ускорение (ускорение свободного падения, ( g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 )),
- ( t ) — время движения.
Так как начальная скорость ( v_0 = 0 ), уравнение упрощается до:
[ s = \frac{1}{2} g t^2 ]
Теперь подставим значения:
[ s = \frac{1}{2} \times 9.81 \, \text{м/с}^2 \times (2 \, \text{с})^2 ]
[ s = \frac{1}{2} \times 9.81 \times 4 ]
[ s = 19.62 \, \text{м} ]
Это означает, что через 2 секунды тело пройдет 19.62 метра. Поскольку тело падает с высоты 20 метров, его высота над землей через 2 секунды будет:
[ h = 20 \, \text{м} - 19.62 \, \text{м} ]
[ h = 0.38 \, \text{м} ]
Таким образом, через 2 секунды тело окажется на высоте приблизительно 0.38 метра над землей.