Indhold
- Grundlæggende om projektilbevægelse
- Lodret hastighedsforligning: projektilbevægelse
- Bevægelse i en lodret cirkel
- Lodret hastighedskalkulator
Når projektiler bevæger sig i verden, som vi kender den, bevæger de sig gennem tredimensionelt rum, mellem pletter, der kan beskrives som koordinater i et (x, y, z) system. Når folk studerer disse bevægelige projektiler, hvad enten de er genstande i en sportskonkurrence som baseballs eller militærfly med flere milliarder dollars, ønsker de at vide visse isolerede detaljer om, at objekter går gennem rummet, ikke hele historien fra enhver bogstavelig vinkel på en gang .
Fysikere studerer positionerne af partikler, ændringen af disse positioner over tid (dvs. hastighed), og hvordan denne ændring i positionen ændrer sig over tid (dvs. acceleration). Undertiden er den lodrette hastighed emnet af særlig interesse.
Grundlæggende om projektilbevægelse
De fleste problemer i introduktionsfysik behandles som at have vandrette og lodrette komponenter repræsenteret af x og y henholdsvis. Den tredje dimension af "dybde" er forbeholdt avancerede kurser.
Med det for øje kan bevægelsen af ethvert projektil beskrives med hensyn til dets position (x, y eller begge dele), hastighed (v) og acceleration (-en eller g, accelerationen på grund af tyngdekraften), alt med hensyn til tid (t), angivet med underskrifter. For eksempel, vy (4) repræsenterer den lodrette hastighed (dvs. i y-retning) til tiden t = 4 sekunder efter, at partiklen begynder at bevæge sig. Ligeledes betyder et underskrift på 0 t = 0 og fortæller projektets startposition eller hastighed.
Normalt skal du kun henvise til den rigtige eller ligning eller ligning blandt Newtons klassiske ligninger af projektilbevægelse:
v_ {0x} = v_x x = x_0 + v_xt(Ovenstående to udtryk er kun beregnet til vandret bevægelse).
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)Lodret hastighedsforligning: projektilbevægelse
Hvilken formel for lodret hastighed der skal vælges fra ovenstående liste, når du prøver at bestemme lodret hastighed (repræsenteret af vy0, som er hastighed på et tidspunkt t = 0 eller vy, den lodrette hastighed på uspecificeret tidspunkt t) afhænger af den type information, du får ved starten af problemet.
For eksempel, hvis du får det y0 og y (den samlede ændring i lodret position mellem t = 0 og tidspunktet for interesse), kan du bruge den fjerde ligning i listen ovenfor til at finde v0y, den indledende lodrette hastighed. Hvis du i stedet får forløbet tid for et objekt i frit fald, kan du beregne både hvor langt det er faldet og dets lodrette hastighed på det tidspunkt ved hjælp af andre ligninger.
Bevægelse i en lodret cirkel
Forestil dig at svinge en yo-yo eller en anden lille genstand på en streng i en cirkel foran dig, med cirklen spores ud af genstanden nøjagtigt vinkelret på gulvet. Du bemærker, at genstanden aftager, da den nåede helt til toppen af svingen, men du holder genstandens hastighed lige høj nok til at opretholde spænding i strengen.
Som du måske har gætt, er der en fysikligning, der beskriver denne form for lodret cirkulær bevægelse. I denne slags centripetal (cirkulær) bevægelse, den acceleration, der er nødvendig for at holde strengen stram, er v2/ r, hvor v er centripetalhastigheden og r er længden på strengen mellem din hånd i objektet.
Løsning for den minimale lodrette hastighed øverst på strengen (hvor -en skal være lig med eller større end g) giver vy = (gr)1/2, hvilket betyder, at hastigheden overhovedet ikke afhænger af objektets masse og kun af strengens længde
Lodret hastighedskalkulator
Du kan benytte dig af en række online regnemaskiner for at hjælpe dig med at løse fysikproblemer, der på en eller anden måde håndterer en lodret komponent af forskydning, og derfor har et projektil med lodret hastighed, som du måske ønsker at finde på et givet tidspunkt t. Et eksempel på et sådant websted findes i Ressourcerne.