私たちが知っているように、発射体が世界を移動するとき、発射体は、座標で表すことができるスポット間で、3次元空間を移動します。バツ, y, z)システム。 人々がこれらの動く発射体を研究するとき、それらは野球や数十億ドルの軍隊などのスポーツコンテストの対象になります 航空機の場合、すべての文字通りのストーリー全体ではなく、そのオブジェクトの空間を通る経路に関する特定の孤立した詳細を知りたいと考えています。 一度に角度。
物理学者は、粒子の位置、時間の経過に伴うそれらの位置の変化(つまり、速度)、および位置の変化自体が時間の経過に伴ってどのように変化するか(つまり、加速度)を研究します。 時々、垂直速度は特に興味深い項目です。
投射物の動きの基本
入門物理学のほとんどの問題は、次のように表される水平成分と垂直成分を持つものとして扱われます。バツそしてyそれぞれ。 「深さ」の3番目の次元は、上級コース用に予約されています。
それを念頭に置いて、発射体の動きはその位置の観点から説明することができます(バツ, yまたは両方)、速度(v)、および加速(aまたはg、重力による加速度)、すべて時間に関して(t)、下付き文字で示されます。 例えば、vy(4) 垂直速度を表します(つまり、y-方向)時間t=パーティクルが動き始めてから4秒後。 同様に、下付き文字0は、t= 0であり、発射物の初期位置または速度を示します。
通常、ニュートンの古典的な発射体運動の方程式の中から正しい方程式または方程式を参照するだけで済みます。
v_ {0x} = v_x \\ x = x_0 + v_xt
(上記の2つの式は、水平方向の動きのみを対象としています)。
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)
- 速度対。 速度:速度は単に粒子の方向を考慮しない数値であるのに対し、速度はより具体的であり、バツそしてy情報。
垂直速度方程式:投射物の動き
垂直速度を決定しようとするときに上記のリストから選択する垂直速度式(vy0、これは時間での速度ですt= 0、またはvy、不特定の時間での鉛直速度t)は、問題の開始時に提供される情報の種類によって異なります。
たとえば、あなたが与えられた場合y0 そしてy(間の垂直位置の全体的な変化t= 0および対象の時間)、上記のリストの4番目の方程式を使用して次の式を見つけることができます。v0年、初期垂直速度。 代わりに、自由落下しているオブジェクトの経過時間が与えられている場合は、他の方程式を使用して、オブジェクトが落下した距離とそのときの垂直速度の両方を計算できます。
- これらすべての問題において、空気抵抗の実際の影響は無視されていることに注意してください。
- 自由落下中のオブジェクトは、v、「下向き」はマイナスになっているのでy-方向。
垂直円の動き
ヨーヨーやその他の小さな物体を目の前の円の中にあるひもで振り、その円を床に正確に垂直な物体でトレースしているところを想像してみてください。 スイングの最上部に到達するとオブジェクトの速度が低下することに気付きますが、オブジェクトの速度は、弦の張力を維持するのに十分な速さを維持します。
ご想像のとおり、この種の垂直円運動を説明する物理方程式があります。 この種の求心性(円運動)、弦をぴんと張った状態に保つために必要な加速度はv2/ r、 どこv求心速度であり、rオブジェクト内の手の間の文字列の長さです。
弦の上部での最小垂直速度を解きます(ここでa以上である必要がありますg)与えるvy = (gr)1/2、つまり、速度はオブジェクトの質量にまったく依存せず、文字列の長さにのみ依存します。
垂直速度計算機
さまざまなオンライン計算機を利用して、何らかの方法で対処する物理問題を解決するのに役立てることができます。 変位の垂直成分、したがって、垂直速度の発射体があります。 与えられた時間t. このようなWebサイトの例は、「リソース」に記載されています。