Når projektiler bevæger sig i verden, som vi kender det, bevæger de sig gennem et tredimensionelt rum mellem pletter, der kan beskrives i form af koordinater i en (x, y, z) system. Når folk studerer disse bevægelige projektiler, hvad enten de er genstande i en sportskonkurrence som baseball eller militær med flere milliarder dollars fly, de vil vide, hvordan visse isolerede detaljer om objektets vej gennem rummet, ikke hele historien fra hver bogstavelig vinkel med det samme.
Fysikere studerer partiklernes positioner, ændringen af disse positioner over tid (dvs. hastighed), og hvordan denne ændring i position ændrer sig over tid (dvs. acceleration). Nogle gange er den lodrette hastighed genstanden af særlig interesse.
Grundlæggende om projektilbevægelse
De fleste problemer i indledende fysik behandles som havende vandrette og lodrette komponenter repræsenteret afxogyhenholdsvis. Den tredje dimension af "dybde" er forbeholdt avancerede kurser.
Med det i tankerne kan bevægelsen af ethvert projektil beskrives i form af dets position (
x, yeller begge dele), hastighed (v) og acceleration (-enellerg, accelerationen på grund af tyngdekraften), alt med hensyn til tid (t), angivet med abonnementer. For eksempel,vy (4) repræsenterer den lodrette hastighed (dvs. iy-retning) til tident= 4 sekunder efter, at partiklen begynder at bevæge sig. Ligeledes betyder et abonnement på 0t= 0 og fortæller dig projektilets startposition eller hastighed.Normalt behøver du kun henvise til den korrekte eller ligning eller ligning blandt Newtons klassiske ligninger af projektilbevægelse:
v_ {0x} = v_x \\ x = x_0 + v_xt
(Ovenstående to udtryk er kun 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)
- Hastighed vs. Hastighed:Bemærk, at hastighed simpelthen er et tal, der ikke tager højde for en partikels retning, hvorimod hastigheden er mere specifik og inkludererxogyInformation.
Lodret hastighedsligning: Projektilbevægelse
Hvilken lodret hastighedsformel der skal vælges fra ovenstående liste, når du prøver at bestemme lodret hastighed (repræsenteret afvy0, hvilket er hastighed til tident= 0, ellervy, den lodrette hastighed på uspecificeret tidt) afhænger af, hvilken type information du får i starten af problemet.
For eksempel, hvis du får dety0 ogy(den samlede ændring i lodret position mellemt= 0 og tidspunktet for interesse), kan du bruge den fjerde ligning i ovenstående liste til at findev0yden oprindelige lodrette hastighed. Hvis du i stedet får forløbet tid til 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.
- Bemærk, at i alle disse problemer ignoreres virkeligheden af luftmodstand.
- Objekter i frit fald har en negativ værdi forv, da "nedad" er negativty-retning.
Bevægelse i en lodret cirkel
Forestil dig, at du svinger en yo-yo eller en anden lille genstand på en streng i en cirkel foran dig, med cirklen sporet ud af objektet nøjagtigt vinkelret på gulvet. Du bemærker, at objektet bremser, da det nåede toppen af svinget, men du holder objektets hastighed lige høj nok til at opretholde spændingen i strengen.
Som du måske har gættet, er der en fysikligning, der beskriver denne form for lodret cirkulær bevægelse. I denne form forcentripetal(cirkulær) bevægelse, den nødvendige acceleration for at holde strengen stram erv2/ r, hvorver den centripetale hastighed ogrer længden af strengen mellem din hånd i objektet.
Løsning af den mindste lodrette hastighed øverst på strengen (hvor-enskal være lig med eller større endg) givervy = (gr)1/2, hvilket betyder, at hastigheden slet ikke afhænger af genstandens masse og kun af strengens længde
Lodret hastighedsberegner
Du kan benytte dig af en række online regnemaskiner til at hjælpe dig med at løse fysikproblemer, der på en eller anden måde beskæftiger sig med en lodret komponent af forskydning, og har derfor et projektil med lodret hastighed, som du måske vil finde ved en givet tidt. Et eksempel på et sådant websted findes i ressourcerne.