Ketika proyektil bergerak di dunia seperti yang kita kenal, mereka bergerak melalui ruang tiga dimensi, di antara titik-titik yang dapat digambarkan dalam bentuk koordinat di (x, kamu, z) sistem. Ketika orang mempelajari proyektil yang bergerak ini, apakah itu objek dalam kontes olahraga seperti bola basket atau militer multi-miliar dolar pesawat, mereka ingin tahu bagaimana detail terisolasi tertentu tentang jalur objek itu melalui ruang, bukan keseluruhan cerita dari setiap literal sudut sekaligus.
Fisikawan mempelajari posisi partikel, perubahan posisi tersebut dari waktu ke waktu (yaitu, kecepatan) dan bagaimana perubahan posisi itu sendiri berubah dari waktu ke waktu (yaitu, percepatan). Terkadang, kecepatan vertikal adalah hal yang menarik.
Dasar-dasar Gerak Proyektil
Sebagian besar masalah dalam fisika pengantar diperlakukan sebagai memiliki komponen horizontal dan vertikal, yang diwakili oleh:xdankamumasing-masing. Dimensi ketiga "kedalaman" disediakan untuk kursus lanjutan.
Dengan mengingat hal itu, gerakan proyektil apa pun dapat digambarkan dalam hal posisinya (
x, kamuatau keduanya), kecepatan (v), dan percepatan (Sebuahataug, percepatan gravitasi), semua terhadap waktu (untuk), ditunjukkan dengan subskrip. Sebagai contoh,vy (4) mewakili kecepatan vertikal (yaitu dalamkamu-arah) pada waktuuntuk= 4 detik setelah partikel mulai bergerak. Demikian juga, subskrip 0 berartiuntuk= 0 dan memberitahu Anda posisi awal atau kecepatan proyektil.Biasanya, Anda hanya perlu mengacu pada persamaan atau persamaan yang benar dari antara persamaan klasik Newton tentang gerak proyektil:
v_{0x}= v_x \\ x = x_0+ v_xt
(Dua ekspresi di atas hanya untuk gerakan 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)
- Kecepatan vs. Kecepatan:Perhatikan bahwa kecepatan hanyalah angka yang tidak menjelaskan arah partikel, sedangkan kecepatan lebih spesifik dan mencakup:xdankamuinformasi.
Persamaan Kecepatan Vertikal: Gerak Proyektil
Rumus kecepatan vertikal mana yang harus dipilih dari daftar di atas ketika mencoba menentukan kecepatan vertikal (diwakili olehvy0, yaitu kecepatan pada waktuuntuk= 0, atauvkamu, kecepatan vertikal pada waktu yang tidak ditentukanuntuk) akan bergantung pada jenis informasi yang diberikan kepada Anda di awal masalah.
Misalnya, jika Anda diberikamu0 dankamu(perubahan total posisi vertikal antarauntuk= 0 dan waktu bunga), Anda dapat menggunakan persamaan keempat dalam daftar di atas untuk mencariv0 tahun, kecepatan vertikal awal. Jika Anda diberikan waktu yang telah berlalu untuk sebuah benda yang jatuh bebas, Anda dapat menghitung seberapa jauh benda itu jatuh dan kecepatan vertikalnya pada saat itu menggunakan persamaan lain.
- Perhatikan bahwa dalam semua masalah ini, efek nyata dari hambatan udara diabaikan.
- Benda yang jatuh bebas memiliki nilai negatif untukv, karena "ke bawah" adalah negatifkamu-arah.
Gerak dalam Lingkaran Vertikal
Bayangkan diri Anda mengayunkan yo-yo atau benda kecil lainnya pada seutas tali dalam lingkaran di depan Anda, dengan lingkaran yang dilacak oleh benda itu persis tegak lurus dengan lantai. Anda melihat objek melambat saat mencapai puncak ayunan, tetapi Anda menjaga kecepatan objek cukup tinggi untuk mempertahankan ketegangan pada tali.
Seperti yang mungkin sudah Anda duga, ada persamaan fisika yang menggambarkan gerakan melingkar vertikal semacam ini. Dalam jenis inisentripetal(melingkar), percepatan yang diperlukan untuk menjaga tali tetap kencang adalahv2/ r, dimanavadalah kecepatan sentripetal danradalah panjang tali antara tangan Anda di objek.
Memecahkan kecepatan vertikal minimum di bagian atas tali (di manaSebuahharus sama dengan atau lebih besar darig) memberikanvkamu = (gr)1/2, artinya kelajuan sama sekali tidak bergantung pada massa benda dan hanya bergantung pada panjang tali
Kalkulator Kecepatan Vertikal
Anda dapat memanfaatkan berbagai kalkulator online untuk membantu Anda memecahkan masalah fisika yang berhubungan dengan a way komponen vertikal perpindahan, dan karena itu memiliki proyektil dengan kecepatan vertikal yang mungkin ingin Anda temukan di a waktu yang diberikanuntuk. Contoh situs web semacam itu disediakan di Sumberdaya.