Innhold
- Grunnleggende om prosjektilbevegelse
- Vertical Velocity Equation: Projectile Motion
- Bevegelse i en vertikal sirkel
- Vertikal hastighetskalkulator
Når prosjektiler beveger seg i verden slik vi kjenner den, beveger de seg gjennom tredimensjonalt rom, mellom flekker som kan beskrives i form av koordinater i et (x, y, z) system. Når folk studerer disse bevegelige prosjektilene, enten de er objekter i en sportskonkurranse som baseballs eller militærfly med flere milliarder dollar, vil de vite visse isolerte detaljer om objekter som går gjennom verdensrommet, ikke hele historien fra hver bokstavelige vinkel på en gang .
Fysikere studerer posisjonene til partikler, endringen av disse stillingene over tid (dvs. hastighet) og hvordan den endringen i posisjonen i seg selv endrer seg over tid (dvs. akselerasjon). Noen ganger er den vertikale hastigheten gjenstanden av spesiell interesse.
Grunnleggende om prosjektilbevegelse
De fleste problemer innen introduksjonsfysikk blir behandlet som å ha horisontale og vertikale komponenter, representert av x og y henholdsvis. Den tredje dimensjonen av "dybde" er forbeholdt avanserte kurs.
Med det i bakhodet kan bevegelsen til ethvert prosjektil beskrives med tanke på dens posisjon (x, y eller begge deler), hastighet (v) og akselerasjon (en eller g, akselerasjonen på grunn av tyngdekraften), alt med tanke på tid (t), indikert med abonnement. For eksempel, vy (4) representerer den vertikale hastigheten (dvs. i y-direction) til tiden t = 4 sekunder etter at partikkelen begynner å bevege seg. På samme måte betyr et abonnement på 0 t = 0 og forteller prosjektilets startposisjon eller hastighet.
Vanligvis trenger du bare å referere til riktig eller ligning eller ligning fra Newtons klassiske ligninger av prosjektilbevegelse:
v_ {0x} = v_x x = x_0 + v_xt(De to uttrykkene ovenfor er kun for horisontal bevegelse).
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)Vertical Velocity Equation: Projectile Motion
Hvilken vertikal hastighetsformel som skal velges fra listen ovenfor når du prøver å bestemme vertikal hastighet (representert med vy0, som er hastighet til tiden t = 0, eller vy, den vertikale hastigheten på uspesifisert tid t) vil avhenge av hva slags informasjon du får ved starten av problemet.
For eksempel hvis du er gitt y0 og y (den totale endringen i vertikal stilling mellom t = 0 og tidspunktet for interesse), kan du bruke den fjerde ligningen i listen over for å finne v0y, den første vertikale hastigheten. Hvis du i stedet får forløpt tid for et objekt i fritt fall, kan du beregne både hvor langt det har falt og dets vertikale hastighet på det tidspunktet ved å bruke andre ligninger.
Bevegelse i en vertikal sirkel
Se for deg hvordan du svinger en yo-yo eller en annen liten gjenstand på en streng i en sirkel foran deg, med sirkelen sporet ut av gjenstanden nøyaktig vinkelrett på gulvet. Du legger merke til at gjenstanden går sakte når den nådde toppen av svingen, men du holder hastigheten på objektet akkurat høy nok til å opprettholde spenningen i strengen.
Som du kanskje har gjettet, er det en fysikklikning som beskriver denne typen vertikale sirkulære bevegelser. I denne typen sentripetal (sirkulær) bevegelse, akselerasjonen som trengs for å holde strengen stram er v2/ r, hvor v er centripetal hastighet og r er lengden på strengen mellom hånden din i objektet.
Løsning for minimum vertikal hastighet øverst på strengen (hvor en må være lik eller større enn g) gir vy = (gr)1/2, noe som betyr at hastigheten ikke avhenger av gjenstandens masse i det hele tatt og bare av lengden på strengen
Vertikal hastighetskalkulator
Du kan benytte deg av en rekke online kalkulatorer for å hjelpe deg med å løse fysikkproblemer som på en eller annen måte takler en vertikal komponent av forskyvning, og derfor har et prosjektil med vertikal hastighet som du kanskje vil finne på et gitt tidspunkt t. Et eksempel på et slikt nettsted er gitt i ressursene.