Wenn Sie in der Physik an Geschwindigkeitsproblemen arbeiten, teilen Sie die Bewegung in zwei Komponenten auf, vertikal und horizontal. Sie verwenden die vertikale Geschwindigkeit für Probleme, die einen Trajektorienwinkel beinhalten. Die horizontale Geschwindigkeit wird für Objekte wichtig, die sich in horizontaler Richtung bewegen. Die horizontalen und vertikalen Komponenten sind unabhängig voneinander, sodass jede mathematische Lösung sie separat behandelt. Im Allgemeinen ist die horizontale Geschwindigkeit die horizontale Verschiebung geteilt durch die Zeit, wie beispielsweise Meilen pro Stunde oder Meter pro Sekunde. Die Verschiebung ist einfach die Entfernung, die ein Objekt von einem Startpunkt zurückgelegt hat.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
In physikalischen Problemen mit Bewegung behandeln Sie horizontale und vertikale Geschwindigkeiten als zwei separate, unabhängige Größen.
Ermittlung der Horizontalgeschwindigkeit Horizontal
Die horizontale Geschwindigkeit eines Bewegungsproblems befasst sich mit der Bewegung in x-Richtung; das heißt, von Seite zu Seite, nicht von oben nach unten. Die Schwerkraft wirkt beispielsweise nur in vertikaler Richtung und beeinflusst die horizontale Bewegung nicht direkt. Die horizontale Geschwindigkeit kommt von Kräften, die in der x-Achse wirken.
Tipps zum Erkennen der Horizontalgeschwindigkeit
Das Erkennen der horizontalen Geschwindigkeitskomponente in einem Bewegungsproblem erfordert Übung. Zu Situationen mit horizontaler Geschwindigkeit gehören ein nach vorne geworfener Ball, eine Kanone, die eine Kanonenkugel abfeuert oder ein Auto, das auf einer Autobahn beschleunigt. Andererseits hat ein Stein, der direkt in einen Brunnen fällt, keine horizontale Geschwindigkeit, sondern nur vertikale Geschwindigkeit. In einigen Fällen weist ein Objekt eine Kombination aus horizontaler und vertikaler Geschwindigkeit auf, wie z. B. eine Kanonenkugel, die in einem Winkel geschossen wird; die Kanonenkugel bewegt sich sowohl horizontal als auch vertikal. Obwohl die Schwerkraft nur in vertikaler Richtung wirkt, kann es vorkommen, dass Sie eine indirekte horizontale Geschwindigkeitskomponente haben, beispielsweise wenn ein Objekt eine Rampe herunterrollt.
Schreiben der horizontalen Komponente
Für ein allgemeines Geschwindigkeitsproblem können Sie einfach eine Gleichung mit "V" für Geschwindigkeit schreiben, wie zum Beispiel:
V=a\mal t
Um jedoch eine Bewegungsgleichung zu schreiben, die horizontale und vertikale Geschwindigkeit getrennt behandelt, müssen Sie die beiden mithilfe von V. unterscheidenx und Vja, für horizontale bzw. vertikale Geschwindigkeit. Wenn das Problem sowohl nach horizontalen als auch nach vertikalen Geschwindigkeiten verlangt, schreiben Sie sie als zwei separate Gleichungen wie diese:
V_x=25\times \frac{x}{t}\text{ und }V_y=-9.8\times t
Lösung eines Horizontalgeschwindigkeitsproblems
Schreiben Sie das horizontale Geschwindigkeitsproblem als
V_x=\frac{\Delta x}{t}
wo Vx ist die horizontale Geschwindigkeit. Beispielsweise:
V_x=\frac{20\text{ m}}{5\text{ s}}=4\text{ m/s}
Verschiebung durch Zeit dividieren
Teilen Sie die horizontale Verschiebung durch die Zeit, um die horizontale Geschwindigkeit zu ermitteln. Im Beispiel Vx = 4 Meter pro Sekunde.
Berechnung der negativen Geschwindigkeit
Versuchen Sie es mit einem schwierigeren Problem, wie zum Beispiel:
V_x=\frac{-5\text{ m}}{4\text{ s}}
In diesem Problem ist Vx = -1,25 m/s. Eine negative horizontale Geschwindigkeit bedeutet, dass sich das Objekt von seiner ursprünglichen Position nach hinten bewegt hat.