Содержание
- Основы движения снаряда
- Уравнение вертикальной скорости: движение снаряда
- Движение в вертикальном круге
- Вертикальный калькулятор скорости
Когда снаряды движутся в мире, как мы его знаем, они движутся в трехмерном пространстве, между пятнами, которые можно описать в терминах координат в (Икс, Y, Z) система. Когда люди изучают эти движущиеся снаряды, будь то объекты в спортивных состязаниях, таких как бейсбольные мячи или военные самолеты стоимостью в несколько миллиардов долларов, они хотят знать некоторые отдельные детали о том, как эти объекты проходят через пространство, а не всю историю с разных буквальных углов. ,
Физики изучают положения частиц, их изменение во времени (то есть скорость) и то, как само это изменение положения меняется во времени (то есть ускорение). Иногда вертикальная скорость является предметом особого интереса.
Основы движения снаряда
Большинство проблем вводной физики рассматриваются как наличие горизонтальных и вертикальных компонентов, представленных Икс а также Y соответственно. Третье измерение «глубина» зарезервировано для продвинутых курсов.
Имея это в виду, движение любого снаряда может быть описано с точки зрения его положения (Икс, Y или оба), скорость (v) и ускорение ( или же граммускорение силы тяжести), все по времени (T), указывается подписками. Например, vу (4) представляет вертикальную скорость (т.е. в Y-направление) во время T = 4 секунды после начала движения частицы. Аналогично, индекс 0 означает T = 0 и говорит вам начальную позицию или скорость снаряда.
Обычно вам нужно обратиться только к правильному уравнению или уравнению из числа классических уравнений движения Ньютона:
v_ {0x} = v_x x = x_0 + v_xt(Вышеуказанные два выражения предназначены только для горизонтального движения).
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)Уравнение вертикальной скорости: движение снаряда
Какую формулу вертикальной скорости выбрать из приведенного выше списка при попытке определить вертикальную скорость (представленную vy0, которая является скоростью во время T = 0 или vYвертикальная скорость в неустановленное время T) будет зависеть от того, какую информацию вы получите в начале проблемы.
Например, если вам дают Y0 а также Y (общее изменение в вертикальном положении между T = 0 и время интереса), вы можете использовать четвертое уравнение в приведенном выше списке, чтобы найти v0УНачальная вертикальная скорость. Если вам вместо этого дано истекшее время для объекта в свободном падении, вы можете рассчитать как расстояние, на которое он упал, так и его вертикальную скорость в это время, используя другие уравнения.
Движение в вертикальном круге
Представьте, как вы раскачиваете йо-йо или другой маленький предмет на веревочке в окружности перед вами, когда окружность вытянута объектом точно перпендикулярно полу. Вы замечаете, что объект замедляется, когда он достигает самой вершины качания, но вы поддерживаете скорость объекта достаточно высокой, чтобы поддерживать натяжение в струне.
Как вы уже догадались, существует физическое уравнение, описывающее этот вид вертикального кругового движения. В этом виде центростремительный (круговое) движение, ускорение, необходимое для натяжения струны v2/ р, где v это центростремительная скорость и р длина строки между вашей рукой в объекте.
Решение для минимальной вертикальной скорости в верхней части струны (где должен быть равен или больше чем грамм) дает vY = (гр)1/2Это означает, что скорость вообще не зависит от массы объекта и только от длины струны.
Вертикальный калькулятор скорости
Вы можете воспользоваться различными онлайн-калькуляторами, которые помогут вам решить физические задачи, которые каким-то образом связаны с вертикальным компонентом смещения, и, следовательно, имеют снаряд с вертикальной скоростью, который вы, возможно, захотите найти в данный момент времени. T, Пример такого сайта приведен в Ресурсах.