Keď sa projektily pohybujú vo svete, ako ho poznáme, pohybujú sa trojrozmerným priestorom medzi bodmi, ktoré možno opísať pomocou súradníc v (X, r, z) systém. Keď ľudia študujú tieto pohyblivé projektily, môžu to byť objekty v športových súťažiach, ako sú bejzbalové lopty alebo armáda za niekoľko miliárd dolárov lietadlá, chcú vedieť, aké sú určité izolované podrobnosti o ceste tohto objektu vesmírom, nie celý príbeh z každého doslovného čísla uhol naraz.
Fyzici študujú polohy častíc, zmeny týchto polôh v priebehu času (t. J. Rýchlosť) a to, ako sa táto zmena polohy v priebehu času sama mení (t. J. Zrýchlenie). Niekedy je vertikálna rýchlosť predmetom zvláštneho záujmu.
Základy projektilného pohybu
S väčšinou problémov v úvodnej fyzike sa zaobchádza ako s vodorovnými a zvislými zložkami, ktoré predstavujeXarresp. Tretia dimenzia „hĺbky“ je vyhradená pre pokročilé kurzy.
Z tohto dôvodu možno pohyb akejkoľvek strely opísať z hľadiska jej polohy (X, ralebo obidve), rýchlosť (v) a zrýchlenie (
aaleboggravitačné zrýchlenie), všetko s ohľadom na čas (t), označené indexmi. Napríklad,vy (4) predstavuje vertikálnu rýchlosť (t.j. vr-smer) v časet= 4 sekundy po začatí pohybu častice. Rovnako znamená dolný index 0t= 0 a povie vám počiatočnú polohu alebo rýchlosť strely.Spravidla stačí spomenúť správnu alebo rovnicu alebo rovnicu z Newtonových klasických rovníc pohybu strely:
v_ {0x} = v_x \\ x = x_0 + v_xt
(Vyššie uvedené dva výrazy sú určené iba pre horizontálny pohyb).
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 (r - r_0)
- Rýchlosť vs. Rýchlosť:Upozorňujeme, že rýchlosť je jednoducho číslo, ktoré nezohľadňuje smer častice, zatiaľ čo rýchlosť je konkrétnejšia a zahŕňaXarinformácie.
Rovnica vertikálnej rýchlosti: pohyb strely
Ktorý vzorec vertikálnej rýchlosti zvoliť z vyššie uvedeného zoznamu pri pokuse o určenie vertikálnej rýchlosti (predstavovanej symbolomvy0, čo je rýchlosť v časet= 0 alebovr, vertikálna rýchlosť v nešpecifikovanom časet) bude závisieť od druhu informácií, ktoré dostanete na začiatku problému.
Napríklad, ak dostaneter0 ar(celková zmena vertikálnej polohy medzit= 0 a čas záujmu), môžete použiť štvrtú rovnicu v zozname vyššiev0rpočiatočná vertikálna rýchlosť. Ak namiesto toho dostanete voľný čas pre objekt vo voľnom páde, pomocou ďalších rovníc môžete vypočítať, ako ďaleko spadol, aj jeho vertikálnu rýchlosť v tom čase.
- Upozorňujeme, že pri všetkých týchto problémoch sú skutočné účinky odporu vzduchu ignorované.
- Objekty vo voľnom páde majú zápornú hodnotu prev, pretože „smerom nadol“ je zápornér-smer.
Pohyb vo zvislom kruhu
Predstavte si, ako hojdáte jojo alebo iný malý predmet na šnúrke v kruhu pred vami, pričom kruh je vystretý objektom presne kolmo na podlahu. Všimnete si, ako sa predmet spomaľuje, keď dosiahol úplne na vrchol hojdačky, ale rýchlosť objektu udržujete len na dostatočne vysokej úrovni, aby ste udržali napätie v šnúrke.
Ako ste už asi uhádli, existuje fyzikálna rovnica popisujúca tento druh vertikálneho kruhového pohybu. V tomto druhudostredivý(kruhový) pohyb, je potrebné zrýchlenie, aby bola struna stále napätáv2/ r, kdevje dostredivá rýchlosť arje dĺžka šnúrky medzi vašou rukou v objekte.
Riešenie pre minimálnu vertikálnu rýchlosť v hornej časti reťazca (kdeamusí byť rovná alebo väčšia akog) dávavr = (gr)1/2, čo znamená, že rýchlosť vôbec nezávisí od hmotnosti objektu a iba od dĺžky reťazca
Kalkulačka vertikálnej rýchlosti
Môžete využiť rôzne online kalkulačky, ktoré vám pomôžu vyriešiť fyzikálne problémy, ktoré nejakým spôsobom súvisia s a vertikálna zložka posunutia, a preto majú projektil s vertikálnou rýchlosťou, ktorý by ste možno chceli nájsť pri a daný čast. Príklad takejto webovej stránky je uvedený v zdrojoch.