Když se střely pohybují ve světě, jak jej známe, pohybují se trojrozměrným prostorem mezi body, které lze popsat pomocí souřadnic v (X, y, z) Systém. Když lidé studují tyto pohyblivé střely, ať už jsou to předměty ve sportovních soutěžích, jako jsou baseballové míčky nebo armáda za několik miliard dolarů letadla, chtějí vědět, jak určité izolované podrobnosti o cestě tohoto objektu vesmírem, ne celý příběh z každého doslovu úhel najednou.
Fyzici studují polohy částic, změnu těchto poloh v čase (tj. Rychlost) a to, jak se tato změna v poloze sama mění v čase (tj. Zrychlení). Někdy je vertikální rychlost předmětem zvláštního zájmu.
Základy pohybu střely
S většinou problémů úvodní fyziky se zachází jako s vodorovnými a svislými složkami, které představujíXayresp. Třetí rozměr „hloubky“ je vyhrazen pro pokročilé kurzy.
S ohledem na to lze pohyb jakékoli střely popsat z hlediska její polohy (X, ynebo obojí), rychlost (proti) a zrychlení (AneboGgravitační zrychlení), vše s ohledem na čas (t
), označený indexem. Například,protiy (4) představuje vertikální rychlost (tj. vy-direction) v časet= 4 sekundy po zahájení pohybu částice. Stejně tak dolní index 0 znamenát= 0 a řekne vám počáteční polohu nebo rychlost střely.Obyčejně potřebujete pouze odkaz na správnou nebo rovnici nebo rovnici z Newtonových klasických rovnic pohybu střely:
v_ {0x} = v_x \\ x = x_0 + v_xt
(Výše uvedené dva výrazy jsou pouze pro vodorovný pohyb).
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)
- Rychlost vs. Rychlost:Všimněte si, že rychlost je jednoduše číslo, které nezohledňuje směr částice, zatímco rychlost je konkrétnější a zahrnujeXayinformace.
Rovnice vertikální rychlosti: Pohyb střely
Který vzorec vertikální rychlosti vybrat z výše uvedeného seznamu při pokusu o určení vertikální rychlosti (představovanéprotiy0, což je rychlost v časet= 0, neboprotiy, vertikální rychlost v neurčeném časet) bude záviset na druhu informací, které dostanete na začátku problému.
Například, pokud vám je dánoy0 ay(celková změna vertikální polohy mezit= 0 a čas zájmu), k vyhledání můžete použít čtvrtou rovnici v seznamu výšeproti0y, počáteční vertikální rychlost. Pokud vám místo toho bude dán uplynulý čas pro objekt ve volném pádu, můžete pomocí jiných rovnic spočítat, jak daleko spadl, a jeho vertikální rychlost v té době.
- Všimněte si, že u všech těchto problémů jsou skutečné účinky odporu vzduchu ignorovány.
- Objekty ve volném pádu mají zápornou hodnotu proproti, protože „dolů“ je zápornéy-směr.
Pohyb ve svislém kruhu
Představte si, jak houpáte jo-jo nebo jiným malým předmětem na provázku v kruhu před vámi, přičemž kruh je vysledován objektem přesně kolmo k podlaze. Všimnete si, že předmět zpomaluje, když dosáhl samého vrcholu švihu, ale udržujete rychlost objektu jen na dostatečně vysoké úrovni, abyste udrželi napětí v provázku.
Jak jste asi uhodli, existuje fyzikální rovnice popisující tento druh vertikálního kruhového pohybu. V tomto druhudostředivý(kruhový) pohyb, zrychlení potřebné k udržení napnuté struny jeproti2/ r, kdeprotije dostředivá rychlost arje délka řetězce mezi rukou v objektu.
Řešení pro minimální vertikální rychlost v horní části řetězce (kdeAmusí být rovna nebo větší nežG) dáváprotiy = (GR)1/2, což znamená, že rychlost vůbec nezávisí na hmotnosti objektu a pouze na délce řetězce
Kalkulačka vertikální rychlosti
Můžete využít řadu online kalkulaček, které vám pomohou vyřešit fyzikální problémy, které nějakým způsobem řeší a vertikální složka posunutí, a proto mají projektil se svislou rychlostí, který byste možná chtěli najít na a daný čast. Příklad takového webu je uveden ve zdrojích.