Cuando los proyectiles se mueven en el mundo tal como lo conocemos, se mueven a través del espacio tridimensional, entre puntos que se pueden describir en términos de coordenadas en un (X, y, z) sistema. Cuando las personas estudian estos proyectiles en movimiento, ya sean objetos en un concurso deportivo como pelotas de béisbol o militares multimillonarios. aviones, quieren saber cómo ciertos detalles aislados sobre la trayectoria de ese objeto a través del espacio, no toda la historia de cada literal ángulo a la vez.
Los físicos estudian las posiciones de las partículas, el cambio de esas posiciones a lo largo del tiempo (es decir, la velocidad) y cómo ese cambio de posición cambia con el tiempo (es decir, la aceleración). A veces, la velocidad vertical es el elemento de especial interés.
Conceptos básicos del movimiento de proyectiles
La mayoría de los problemas de introducción a la física se tratan como si tuvieran componentes horizontales y verticales, representados porXyyrespectivamente. La tercera dimensión de "profundidad" está reservada para cursos avanzados.
Con eso en mente, el movimiento de cualquier proyectil se puede describir en términos de su posición (X, yo ambos), velocidad (v) y aceleración (aogramo, la aceleración debida a la gravedad), todo con respecto al tiempo (t), indicado por subíndices. Por ejemplo,vy (4) representa la velocidad vertical (es decir, en ely-dirección) en el momentot= 4 segundos después de que la partícula comience a moverse. Asimismo, un subíndice de 0 significat= 0 y te dice la posición inicial o la velocidad del proyectil.
Por lo general, solo necesita consultar la ecuación o ecuación correcta de entre las ecuaciones clásicas de Newton del movimiento de proyectiles:
v_ {0x} = v_x \\ x = x_0 + v_xt
(Las dos expresiones anteriores son solo para movimiento horizontal).
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)
- Velocidad vs. Velocidad:Tenga en cuenta que la velocidad es simplemente un número que no tiene en cuenta la dirección de una partícula, mientras que la velocidad es más específica e incluyeXyyinformación.
Ecuación de velocidad vertical: movimiento de proyectil
¿Qué fórmula de velocidad vertical seleccionar de la lista anterior al intentar determinar la velocidad vertical (representada porvy0, que es la velocidad en el tiempot= 0, ovy, la velocidad vertical en un tiempo no especificadot) dependerá del tipo de información que se le proporcione al inicio del problema.
Por ejemplo, si le dany0 yy(el cambio total en la posición vertical entret= 0 y el tiempo de interés), puede usar la cuarta ecuación en la lista anterior para encontrarv0 años, la velocidad vertical inicial. Si, en cambio, se le da el tiempo transcurrido para un objeto en caída libre, puede calcular cuánto ha caído y su velocidad vertical en ese momento utilizando otras ecuaciones.
- Tenga en cuenta que en todos estos problemas, se ignoran los efectos del mundo real de la resistencia del aire.
- Los objetos en caída libre tienen un valor negativo parav, ya que "hacia abajo" es negativoy-dirección.
Movimiento en un círculo vertical
Imagínese balanceando un yo-yo u otro objeto pequeño en una cuerda en un círculo frente a usted, con el círculo trazado por el objeto exactamente perpendicular al piso. Observa que el objeto se ralentiza cuando llega a la parte superior del columpio, pero mantiene la velocidad del objeto lo suficientemente alta para mantener la tensión en la cuerda.
Como habrás adivinado, existe una ecuación física que describe este tipo de movimiento circular vertical. En este tipo decentrípetomovimiento (circular), la aceleracin necesaria para mantener la cuerda tensa esv2/ r, dóndeves la velocidad centrípeta yres la longitud de la cuerda entre tu mano en el objeto.
Resolviendo la velocidad vertical mínima en la parte superior de la cuerda (dondeadebe ser igual o mayor quegramo) davy = (gramo)1/2, lo que significa que la velocidad no depende en absoluto de la masa del objeto y solo de la longitud de la cuerda
Calculadora de velocidad vertical
Puede aprovechar una variedad de calculadoras en línea para ayudarlo a resolver problemas de física que de alguna manera se ocupan de un componente vertical de desplazamiento, y por lo tanto tiene un proyectil con velocidad vertical que tal vez desee encontrar a una tiempo dadot. En los Recursos se proporciona un ejemplo de un sitio web de este tipo.