Коли снаряди рухаються у світі, яким ми його знаємо, вони рухаються через тривимірний простір, між плямами, які можна описати термінами координат у (х, р, z) система. Коли люди вивчають ці рухомі снаряди, будь то об'єкти в спортивних змаганнях, таких як бейсбольні м'ячі або багатомільярдні військові літаків, вони хочуть знати, наскільки окремі подробиці про шлях цього об’єкта в космосі, а не вся історія з кожного буквалу кут відразу.
Фізики вивчають положення частинок, зміну цих положень з часом (тобто швидкість) і те, як ця зміна самого положення змінюється з часом (тобто прискорення). Іноді вертикальна швидкість є предметом особливого інтересу.
Основи руху снаряда
Більшість проблем у вступній фізиці розглядаються як такі, що мають горизонтальну та вертикальну складові, представленіхірвідповідно. Третій вимір "глибини" зарезервований для курсів підвищення кваліфікації.
З огляду на це, рух будь-якого снаряда можна описати з точки зору його положення (х, рабо обидва), швидкість (v), і прискорення (
aабоg, прискорення завдяки силі тяжіння), все відносно часу (т), позначений індексами. Наприклад,vy (4) представляє вертикальну швидкість (тобто вр-напрямок) у часіт= 4 секунди після того, як частинка починає рухатися. Так само, індекс 0 означаєт= 0 і повідомляє вам початкове положення або швидкість снаряда.Зазвичай вам потрібно лише посилатися на правильне або рівняння чи рівняння з числа класичних рівнянь руху снаряда Ньютона:
v_ {0x} = v_x \\ x = x_0 + v_xt
(Два наведені вище вирази призначені лише для горизонтального руху).
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)
- Швидкість проти Швидкість:Зверніть увагу, що швидкість - це просто число, яке не враховує напрямок частинки, тоді як швидкість є більш конкретною і включаєхірінформація.
Рівняння вертикальної швидкості: рух снаряда
Яку формулу вертикальної швидкості вибрати із наведеного списку при спробі визначити вертикальну швидкість (представленуvy0, що є швидкістю в момент часут= 0, абоvр, вертикальна швидкість у невизначений част) залежатиме від виду інформації, яку ви отримали на початку проблеми.
Наприклад, якщо вам данор0 ір(загальна зміна вертикального положення міжт= 0 та час інтересу), ви можете використовувати четверте рівняння у наведеному вище списку, щоб знайтиv0р, початкова вертикальна швидкість. Якщо замість цього вам дано минулий час для об’єкта у вільному падінні, ви можете обчислити як наскільки він впав, так і його вертикальну швидкість на той момент, використовуючи інші рівняння.
- Зауважте, що у всіх цих проблемах реальні наслідки опору повітря ігноруються.
- Об'єкти у вільному падінні мають негативне значення дляv, оскільки "вниз" є негативнимр-напрям.
Рух по вертикальному колу
Уявіть, як ви розмахуєте йо-йо або іншим дрібним предметом на шнурку по колу перед собою, при цьому коло обводиться предметом точно перпендикулярно підлозі. Ви помічаєте, як об’єкт сповільнюється, досягнувши самої вершини гойдалки, але ви підтримуєте швидкість об’єкта настільки високою, щоб підтримувати напругу в струні.
Як ви вже здогадалися, існує рівняння фізики, що описує такий тип вертикального кругового руху. У цьому видідоцентрова(круговий) рух, прискорення, необхідне для утримання струни в напрузіv2/ р, деv- доцентрова швидкість ір- довжина струни між вашою рукою в об’єкті.
Розв'язування мінімальної вертикальної швидкості у верхній частині струни (деaмає бути рівним або більшим заg) даєvр = (гр)1/2, що означає, що швидкість взагалі не залежить від маси об’єкта і лише від довжини рядка
Калькулятор вертикальної швидкості
Ви можете скористатися різноманітними онлайн-калькуляторами, які допоможуть вам вирішити фізичні проблеми, які якимось чином вирішують питання вертикальної складової переміщення, а отже, має снаряд з вертикальною швидкістю, який, можливо, ви захочете знайти на заданий част. Приклад такого веб-сайту наведено в Ресурсах.