როდესაც ჭურვები მოძრაობენ მსოფლიოში, როგორც ჩვენ ვიცით, ისინი მოძრაობენ სამგანზომილებიან სივრცეში, ლაქებს შორის, რომლებიც შეიძლება აღწერილი იყოს კოორდინატების თვალსაზრისით (x, y, ზ) სისტემა. როდესაც ადამიანები სწავლობენ ამ მოძრავ ჭურვებს, იქნება ეს სპორტული შეჯიბრის ობიექტები, როგორიცაა ბეისბოლის ბურთები თუ მრავალ მილიარდიანი სამხედროები თვითმფრინავებს, მათ სურთ იცოდეთ რამდენად არის ცალკეული დეტალები ამ ობიექტის გზაზე სივრცის შესახებ და არა მთელი ლიტერატურის მთელი ისტორია ერთდროულად კუთხე.
ფიზიკოსები შეისწავლიან ნაწილაკების პოზიციებს, დროთა განმავლობაში ამ პოზიციების შეცვლას (ანუ სიჩქარეს) და როგორ იცვლება დროთა განმავლობაში თვით პოზიციის ეს ცვლილება (ანუ აჩქარება). ზოგჯერ, ვერტიკალური სიჩქარე განსაკუთრებული ინტერესის ობიექტია.
Projectile მოძრაობის საფუძვლები
გაცნობითი ფიზიკის პრობლემები უმეტესად განიხილება, როგორც ჰორიზონტალური და ვერტიკალური კომპონენტები, რომლებიც წარმოდგენილიაxდაyშესაბამისად. "სიღრმის" მესამე განზომილება დაცულია დამატებითი კურსებისთვის.
ამის გათვალისწინებით, ნებისმიერი ჭურვის მოძრაობა შეიძლება აღწერილი იყოს მისი პოზიციის მიხედვით (
x, yან ორივე), სიჩქარე (ვ) და აჩქარება (აანგ, სიმძიმის გამო დაჩქარება), ყველაფერი დროის მიმართ (ტ), მითითებულია ხელმოწერებით. Მაგალითად,ვy (4) წარმოადგენს ვერტიკალურ სიჩქარეს (ანუy-მიმართულება) დროულადტ= ნაწილაკის მოძრაობის დაწყებიდან 4 წამი. ანალოგიურად, 0 ხელმოწერა ნიშნავსტ= 0 და გიჩვენებთ ჭურვის საწყისი პოზიციას ან სიჩქარეს.ჩვეულებრივ, საჭიროა მხოლოდ ნიუტონის ჭურვის მოძრაობის კლასიკური განტოლებების სწორი ან განტოლების ან განტოლების მითითება:
v_ {0x} = v_x \\ x = x_0 + v_xt
(ზემოთ მოცემული ორი გამონათქვამი მხოლოდ ჰორიზონტალური მოძრაობისთვის არის განკუთვნილი).
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)
- სიჩქარე vs. სიჩქარე:გაითვალისწინეთ, რომ სიჩქარე არის უბრალოდ რიცხვი, რომელიც არ ითვალისწინებს ნაწილაკის მიმართულებას, ხოლო სიჩქარე უფრო სპეციფიკურია და მოიცავსxდაyინფორმაცია
ვერტიკალური სიჩქარის განტოლება: ჭურვის მოძრაობა
ვერტიკალური სიჩქარის რომელი ფორმულა შეარჩიეთ ზემოაღნიშნული სიიდან ვერტიკალური სიჩქარის განსაზღვრის მცდელობისას (წარმოდგენილიავy0, რაც დროში სიჩქარეატ= 0, ანვy, ვერტიკალური სიჩქარე დაუზუსტებელ დროსტ) დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა სახის ინფორმაცია მოგეცემათ პრობლემის დასაწყისში.
მაგალითად, თუ მოგეცემათy0 დაy(ვერტიკალური მდგომარეობის მთლიანი ცვლილება შორისტ= 0 და ინტერესის დრო), შეგიძლიათ იპოვოთ მეოთხე განტოლება ზემოთ მოცემულ სიაში, რომ იპოვოთვ0 წ, საწყისი ვერტიკალური სიჩქარე. თუ ამის ნაცვლად მოგცემთ გატარებულ დროს თავისუფალ ვარდნაში ობიექტისთვის, შეგიძლიათ სხვა განტოლებების გამოყენებით გამოთვალოთ ის, თუ რამდენად შორს დაეცა და ვერტიკალური სიჩქარე იმ დროს.
- გაითვალისწინეთ, რომ ყველა ამ პრობლემას უგულებელყოფილია ჰაერის რეზისტენტობის რეალური შედეგები.
- თავისუფალ ვარდნაში მყოფ ობიექტებს აქვთ უარყოფითი მნიშვნელობავ, ვინაიდან "დაღმავალი" ნეგატიურ მხარეშიაy-მიმართულება.
ვერტიკალურ წრეში მოძრაობა
წარმოიდგინეთ, როგორ იტრიალებს იო-იო ან სხვა მცირე საგანი თქვენს წინა წრეზე მავთულხლართზე, წრის მიკვლევით ობიექტი ზუსტად პერპენდიკულარულია იატაკზე. თქვენ შეამჩნევთ, რომ ობიექტი შენელებულია, რადგან მიაღწია საქანელას ზედა ნაწილს, მაგრამ თქვენ ინარჩუნებთ ობიექტის სიჩქარეს საკმარისად მაღლა, რომ სიმძლავრე შეინარჩუნოს სიმში.
როგორც თქვენ ალბათ გამოიცანით, არსებობს ფიზიკის განტოლება, რომელიც აღწერს ამ სახის ვერტიკალურ წრიულ მოძრაობას. ამ სახისცენტრიდანული(წრიული) მოძრაობა, სიმებიანი დაძაბულობისთვის საჭირო აჩქარებაავ2/ რსადვარის ცენტრიდანული სიჩქარე დარარის სიმების სიგრძე თქვენს ხელს შორის ობიექტში.
მინიმალური ვერტიკალური სიჩქარის გადაჭრა სიმების ზედა ნაწილში (სადაცაუნდა იყოს ტოლი ან მეტი ვიდრეგ) იძლევავy = (გრ)1/2, რაც ნიშნავს რომ სიჩქარე საერთოდ არ არის დამოკიდებული ობიექტის მასაზე და მხოლოდ სიმების სიგრძეზე
ვერტიკალური სიჩქარის კალკულატორი
შეგიძლიათ ისარგებლოთ სხვადასხვა ონლაინ კალკულატორებით, რომლებიც დაგეხმარებათ ფიზიკის პრობლემების მოგვარებაში, რომლებიც გარკვეულწილად ეხება ა გადაადგილების ვერტიკალური კომპონენტი და, შესაბამისად, გექნებათ ვერტიკალური სიჩქარის ჭურვი, რომლის მოძიებაც გსურთ მოცემული დროტ. ასეთი ვებსაიტის მაგალითი მოცემულია რესურსებში.