Kada se projektili kreću u svijetu kakav poznajemo, kreću se kroz trodimenzionalni prostor, između točaka koje se mogu opisati u smislu koordinata u (x, g, z) sustav. Kad ljudi proučavaju ove pokretne projektile, bili oni predmeti na nekom sportskom natjecanju kao što su baseballs ili vojska vrijedna više milijardi dolara zrakoplova, žele znati koliko su pojedini izolirani detalji o putu tog objekta kroz svemir, a ne cijela priča iz svakog doslovnog kut odjednom.
Fizičari proučavaju položaje čestica, promjenu tih položaja tijekom vremena (tj. Brzinu) i kako se ta promjena samog položaja mijenja s vremenom (tj. Ubrzanje). Ponekad je vertikalna brzina predmet od posebnog interesa.
Osnove kretanja projektila
Većina problema u uvodnoj fizici tretira se kao da imaju horizontalne i vertikalne komponente, predstavljene sxigodnosno. Treća dimenzija "dubine" rezervirana je za napredne tečajeve.
Imajući to na umu, kretanje bilo kojeg projektila može se opisati u smislu njegovog položaja (x, gili oboje), brzina (
v) i ubrzanje (ailig, ubrzanje zbog gravitacije), sve s obzirom na vrijeme (t), naznačeno pretplatama. Na primjer,vg (4) predstavlja vertikalnu brzinu (tj. ug-smjer) u vremenut= 4 sekunde nakon što se čestica počne kretati. Isto tako, indeks 0 značit= 0 i govori vam o početnom položaju ili brzini projektila.Obično se trebate pozivati samo na točnu ili jednadžbu ili jednadžbu između Newtonovih klasičnih jednadžbi kretanja projektila:
v_ {0x} = v_x \\ x = x_0 + v_xt
(Gornja dva izraza su samo za vodoravno kretanje).
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)
- Brzina vs. Brzina:Imajte na umu da je brzina jednostavno broj koji ne uzima u obzir smjer čestice, dok je brzina specifičnija i uključujexiginformacija.
Jednadžba okomite brzine: kretanje projektila
Koju formulu vertikalne brzine odabrati s gornjeg popisa pri pokušaju određivanja vertikalne brzine (predstavljenu svy0, što je brzina u vremenut= 0 ilivg, vertikalna brzina u neodređeno vrijemet) ovisit će o vrsti podataka koje ste dobili na početku problema.
Na primjer, ako vam se dag0 ig(ukupna promjena u okomitom položaju izmeđut= 0 i vrijeme interesa), za pronalaženje možete koristiti četvrtu jednadžbu na gornjem popisuv0g, početna vertikalna brzina. Ako vam se umjesto toga da proteklo vrijeme za objekt u slobodnom padu, možete izračunati i koliko je pao i njegovu vertikalnu brzinu u to vrijeme koristeći druge jednadžbe.
- Imajte na umu da se u svim tim problemima zanemaruju stvarni učinci otpora zraka.
- Objekti u slobodnom padu imaju negativnu vrijednost zav, budući da je "prema dolje" negativnog-smjer.
Kretanje u okomitom krugu
Zamislite sebe kako njišete yo-yo ili neki drugi mali predmet na uzici u krugu ispred sebe, a krug ocrtava objekt točno okomito na pod. Primijetite da se objekt usporava dok je dosezao sam vrh zamaha, ali održavate brzinu predmeta dovoljno visokom da održi napetost u žici.
Kao što ste mogli pretpostaviti, postoji fizikalna jednadžba koja opisuje ovu vrstu vertikalnog kružnog gibanja. U ovoj vrsticentripetalni(kružno) gibanje, ubrzanje potrebno za održavanje zategnute žice jev2/ r, gdjevje centripetalna brzina irje duljina niza između vaše ruke u predmetu.
Rješavanje minimalne vertikalne brzine na vrhu žice (gdjeamora biti jednako ili veće odg) dajevg = (gr)1/2, što znači da brzina uopće ne ovisi o masi predmeta i samo o duljini niza
Kalkulator vertikalne brzine
Možete se poslužiti raznim internetskim kalkulatorima koji će vam pomoći u rješavanju fizičkih problema koji se na neki način bave a vertikalna komponenta pomaka, pa prema tome imaju projektil vertikalne brzine koji biste možda željeli pronaći na dano vrijemet. Primjer takve web stranice nalazi se u Resursima.