Conţinut
- Bazele mișcării proiectilelor
- Ecuația de viteză verticală: mișcare proiectilă
- Mișcarea într-un cerc vertical
- Calculator de viteză verticală
Când proiectilele se mișcă în lume așa cum îl cunoaștem, ele se deplasează prin spațiul tridimensional, între spoturi care pot fi descrise în termeni de coordonate într-un (X, y, z) sistem. Când oamenii studiază aceste proiectile în mișcare, fie că sunt obiecte într-un concurs sportiv, cum ar fi baseball-urile sau aeronavele militare de mai multe miliarde de dolari, vor să cunoască anumite detalii izolate despre obiectele respective, care traversează spațiul, nu întreaga poveste din fiecare unghi literal dintr-o dată .
Fizicienii studiază pozițiile particulelor, schimbarea acestor poziții în timp (adică viteza) și modul în care schimbarea în poziție în sine se schimbă în timp (adică accelerația). Uneori, viteza verticală este elementul de interes special.
Bazele mișcării proiectilelor
Cele mai multe probleme în fizica introductivă sunt tratate ca având componente orizontale și verticale, reprezentate de X și y respectiv. A treia dimensiune a „profunzimii” este rezervată cursurilor avansate.
Având în vedere acest lucru, mișcarea oricărui proiectil poate fi descrisă din punct de vedere al poziției sale (X, y sau ambele), viteza (v) și accelerare (A sau g, accelerația datorată gravitației), totul în ceea ce privește timpul (T), indicat prin abonamente. De exemplu, vy (4) reprezintă viteza verticală (adică în y-direcție) la timp T = 4 secunde după ce particula începe să se miște. De asemenea, un abonament de 0 înseamnă T = 0 și vă spune poziția sau viteza inițială a proiectilului.
În mod obișnuit, nu trebuie să vă referiți decât la corecta sau la ecuația sau la ecuația dintre ecuațiile clasice Newtons ale mișcării proiectilelor:
v_ {0x} = v_x x = x_0 + v_xt(Cele două expresii de mai sus sunt doar pentru mișcare orizontală).
y = y_0 + frac {1} {2} (v_ {0y} + v_y) t v_y = v_ {0y} - gt y = y_0 + v_ {0y} t - frac {1} {2} gt v_y ^ 2 = v_ {0y} ^ 2 + 2g (y - y_0)Ecuația de viteză verticală: mișcare proiectilă
Ce formulă de viteză verticală să alegeți din lista de mai sus atunci când încercați să determinați viteza verticală (reprezentată de vy0, care este viteza în timp T = 0 sau vy, viteza verticală la un timp nespecificat T) va depinde de tipul de informații care vi se oferă la începutul problemei.
De exemplu, dacă vi se oferă y0 și y (schimbarea totală a poziției verticale între T = 0 și ora de interes), puteți utiliza a patra ecuație din lista de mai sus pentru a găsi v0Y, viteza verticală inițială. Dacă, în schimb, vi se acordă timp scurs pentru un obiect în cădere liberă, puteți calcula atât distanța în care a căzut, cât și viteza verticală la acel moment folosind alte ecuații.
Mișcarea într-un cerc vertical
Imaginați-vă cum balansați un yo-yo sau un alt obiect mic pe un șir într-un cerc din fața dvs., cu cercul trasat de obiect exact perpendicular pe podea. Observi că obiectul încetinește pe măsură ce a ajuns în vârful înclinării, dar mențineți viteza obiectului suficient de mare pentru a menține tensiunea în coardă.
După cum probabil ați ghicit, există o ecuație fizică care descrie acest tip de mișcare circulară verticală. În acest fel de centripetal mișcare (circulară), accelerația necesară pentru a menține tensiunea v2/ r, Unde v este viteza centripetă și r este lungimea șirului dintre mâna ta în obiect.
Rezolvarea vitezei verticale minime din partea de sus a șirului (unde A trebuie să fie egală sau mai mare decât g) dă vy = (gr)1/2, ceea ce înseamnă că viteza nu depinde deloc de masa obiectului și numai de lungimea șirului
Calculator de viteză verticală
Puteți folosi o varietate de calculatoare online pentru a vă ajuta să rezolvați probleme de fizică care se ocupă într-un fel de o componentă verticală de deplasare și, prin urmare, aveți un proiectil cu viteză verticală pe care s-ar putea să îl găsiți la un moment dat. T. Un exemplu de astfel de site web este prezentat în Resurse.