عندما تتحرك المقذوفات في العالم كما نعرفه ، فإنها تتحرك عبر الفضاء ثلاثي الأبعاد ، بين النقاط التي يمكن وصفها من حيث الإحداثيات في (x, ذ, ض) النظام. عندما يدرس الناس هذه المقذوفات المتحركة ، سواء كانت أشياء في مسابقة رياضية مثل كرات البيسبول أو عسكرية بمليارات الدولارات الطائرات ، فهم يريدون معرفة كيفية وجود تفاصيل معينة معزولة حول مسار هذا الكائن عبر الفضاء ، وليس القصة الكاملة من كل حرفي زاوية مرة واحدة.
يدرس الفيزيائيون مواضع الجسيمات وتغير تلك المواضع بمرور الوقت (أي السرعة) وكيف يتغير هذا التغيير في الموقع نفسه بمرور الوقت (أي التسارع). في بعض الأحيان ، تكون السرعة العمودية عنصرًا ذا أهمية خاصة.
أساسيات حركة المقذوفات
يتم التعامل مع معظم المشكلات في الفيزياء التمهيدية على أنها تشتمل على مكونات أفقية ورأسية ، ممثلة بـxوذعلى التوالى. البعد الثالث من "العمق" محجوز للدورات المتقدمة.
مع أخذ ذلك في الاعتبار ، يمكن وصف حركة أي قذيفة من حيث موقعها (x, ذأو كلاهما) ، السرعة (الخامس) ، والتسارع (أأوز، التسارع بسبب الجاذبية) ، كل ذلك بالنسبة للوقت (ر) ، مشار إليه بالرموز. على سبيل المثال،الخامس
ص (4) يمثل السرعة العمودية (أي فيذ-الاتجاه) في الوقت المناسبر= 4 ثوانٍ بعد أن يبدأ الجسيم في الحركة. وبالمثل ، يعني الرمز 0ر= 0 ويخبرك بالموضع الأولي أو السرعة الأولية للقذيفة.عادة ، ما عليك سوى الرجوع إلى المعادلة الصحيحة أو المعادلة من بين معادلات نيوتن الكلاسيكية لحركة القذيفة:
v_ {0x} = v_x \\ x = x_0 + v_xt
(التعبيران أعلاه مخصصان للحركة الأفقية فقط).
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)
- السرعة مقابل. سرعة:لاحظ أن السرعة هي ببساطة رقم لا يفسر اتجاه الجسيم ، في حين أن السرعة أكثر تحديدًا وتتضمنxوذمعلومة.
معادلة السرعة العمودية: حركة المقذوفات
ما هي صيغة السرعة العمودية للاختيار من القائمة أعلاه عند محاولة تحديد السرعة العمودية (ممثلة بـالخامسذ 0، وهي السرعة في الوقت المناسبر= 0 أوالخامسذ، السرعة العمودية في وقت غير محددر) على نوع المعلومات التي يتم تقديمها لك في بداية المشكلة.
على سبيل المثال ، إذا أعطيت لكذ0 وذ(التغيير الكلي في الوضع الرأسي بينر= 0 ووقت الاهتمام) ، يمكنك استخدام المعادلة الرابعة في القائمة أعلاه للعثور عليهاالخامس0 س، السرعة العمودية الأولية. إذا أعطيت بدلًا من ذلك الوقت المنقضي لشيء ما في حالة سقوط حر ، فيمكنك حساب كل من مدى سقوطه وسرعته الرأسية في ذلك الوقت باستخدام معادلات أخرى.
- لاحظ أنه في كل هذه المشاكل ، يتم تجاهل التأثيرات الواقعية لمقاومة الهواء.
- الكائنات في السقوط الحر لها قيمة سلبية لـالخامس، حيث أن "down down" في الجانب السلبيذ-اتجاه.
الحركة في دائرة عمودية
تخيل نفسك تتأرجح يويو أو أي شيء صغير آخر على خيط في دائرة أمامك ، مع رسم الدائرة بواسطة الكائن بشكل عمودي تمامًا على الأرض. تلاحظ أن الجسم يتباطأ عندما وصل إلى قمة التأرجح ، لكنك تحافظ على سرعة الجسم عالية بما يكفي للحفاظ على التوتر في الخيط.
كما قد تكون خمنت ، هناك معادلة فيزيائية تصف هذا النوع من الحركة الدائرية العمودية. في هذا النوع مندائري(دائرية) ، فإن التسارع اللازم لإبقاء الوتر مشدودًا هوالخامس2/ ص، أينالخامسهي سرعة الجاذبية وصهو طول الخيط بين يدك في الجسم.
حل الحد الأدنى للسرعة الرأسية في الجزء العلوي من السلسلة (حيثأيجب أن تكون مساوية أو أكبر منز) يعطيالخامسذ = (غرام)1/2، مما يعني أن السرعة لا تعتمد على كتلة الجسم على الإطلاق وعلى طول الخيط فقط
حاسبة السرعة العمودية
يمكنك الاستفادة من مجموعة متنوعة من الآلات الحاسبة عبر الإنترنت لمساعدتك في حل مشكلات الفيزياء التي تتعامل بطريقة ما مع المكون الرأسي للإزاحة ، وبالتالي يكون له مقذوف ذو سرعة عمودية قد ترغب في إيجاده عند أ الوقت المعطىر. يتم توفير مثال على هذا الموقع في الموارد.