Quando os projéteis se movem no mundo como o conhecemos, eles se movem através do espaço tridimensional, entre pontos que podem ser descritos em termos de coordenadas em um (x, y, z) sistema. Quando as pessoas estudam esses projéteis em movimento, sejam eles objetos em uma competição esportiva, como beisebol ou militares multibilionários aeronaves, eles querem saber como certos detalhes isolados sobre o caminho daquele objeto através do espaço, não toda a história de cada literal ângulo de uma vez.
Os físicos estudam as posições das partículas, a mudança dessas posições ao longo do tempo (ou seja, velocidade) e como essa mudança na própria posição muda ao longo do tempo (ou seja, aceleração). Às vezes, a velocidade vertical é o item de interesse especial.
Noções básicas de movimento de projéteis
A maioria dos problemas de introdução à física são tratados como tendo componentes horizontais e verticais, representados porxeyrespectivamente. A terceira dimensão de "profundidade" é reservada para cursos avançados.
Com isso em mente, o movimento de qualquer projétil pode ser descrito em termos de sua posição (x, you ambos), velocidade (v) e aceleração (umaoug, a aceleração devido à gravidade), tudo com relação ao tempo (t), indicado por subscritos. Por exemplo,vy (4) representa a velocidade vertical (ou seja, noy-direcção) no momentot= 4 segundos após a partícula começar a se mover. Da mesma forma, um subscrito de 0 significat= 0 e informa a posição ou velocidade inicial do projétil.
Normalmente, você só precisa se referir à equação ou equação correta de entre as equações clássicas de Newton para o movimento do projétil:
v_ {0x} = v_x \\ x = x_0 + v_xt
(As duas expressões acima são apenas para movimento 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)
- Velocidade vs. Velocidade:Observe que a velocidade é simplesmente um número que não leva em conta a direção de uma partícula, enquanto a velocidade é mais específica e incluixeyem formação.
Equação de velocidade vertical: movimento do projétil
Qual fórmula de velocidade vertical selecionar na lista acima ao tentar determinar a velocidade vertical (representada porvy0, que é a velocidade no tempot= 0 ouvy, a velocidade vertical em tempo não especificadot) dependerá do tipo de informação que você receberá no início do problema.
Por exemplo, se você recebery0 ey(a mudança total na posição vertical entret= 0 e o tempo de interesse), você pode usar a quarta equação na lista acima para encontrarv0a, a velocidade vertical inicial. Se, em vez disso, você receber o tempo decorrido para um objeto em queda livre, você pode calcular a distância que ele caiu e sua velocidade vertical naquele momento usando outras equações.
- Observe que, em todos esses problemas, os efeitos da resistência do ar no mundo real são ignorados.
- Objetos em queda livre têm valor negativo parav, uma vez que "para baixo" é negativoy-direção.
Movimento em um círculo vertical
Imagine-se balançando um ioiô ou outro objeto pequeno em uma corda em um círculo à sua frente, com o círculo traçado pelo objeto exatamente perpendicular ao chão. Você nota o objeto diminuindo a velocidade ao atingir o topo do balanço, mas mantém a velocidade do objeto alta o suficiente para manter a tensão na corda.
Como você deve ter adivinhado, existe uma equação física que descreve esse tipo de movimento circular vertical. Neste tipo decentrípetomovimento (circular), a aceleração necessária para manter a corda esticada év2/ r, Ondevé a velocidade centrípeta eré o comprimento do barbante entre sua mão no objeto.
Resolvendo a velocidade vertical mínima no topo da corda (ondeumadeve ser igual ou maior queg) dávy = (gr)1/2, o que significa que a velocidade não depende da massa do objeto e apenas do comprimento da corda
Calculadora de velocidade vertical
Você pode se beneficiar de uma variedade de calculadoras online para ajudá-lo a resolver problemas de física que lidam de alguma forma com um componente vertical de deslocamento e, portanto, tem um projétil com velocidade vertical que você pode querer encontrar em um Tempo dadot. Um exemplo de tal site é fornecido nos Recursos.
