A függőleges sebesség kiszámítása

Posted on
Szerző: Judy Howell
A Teremtés Dátuma: 25 Július 2021
Frissítés Dátuma: 14 November 2024
Anonim
A függőleges sebesség kiszámítása - Tudomány
A függőleges sebesség kiszámítása - Tudomány

Tartalom

Amikor a lövedékek úgy mozognak a világban, amilyennek tudjuk, akkor háromdimenziós térben mozognak, azon foltok között, amelyeket egy (x, y, Z) rendszer. Amikor az emberek tanulmányozzák ezeket a mozgó lövedékeket, legyen az olyan sportverseny tárgya, mint baseball vagy multi-milliárd dolláros katonai repülőgép, meg akarnak tudni bizonyos, az objektumok egyes, a térben átjutó részleteit, nem pedig az egész történetet minden szó szerinti szögből egyszerre. .


A fizikusok megvizsgálják a részecskék helyzetét, ezen pozíciók időbeli változását (azaz a sebességet) és azt, hogy maga a helyzetváltozás miként változik az idő múlásával (azaz a gyorsulás). Időnként a függőleges sebesség a különös figyelem.

A lövedék mozgásának alapjai

A bevezető fizika legtöbb problémáját úgy kezelik, hogy vízszintes és függőleges alkotóelemekkel vannak ellátva, amelyeket x és y illetőleg. A "mélység" harmadik dimenzióját továbbtanuló kurzusok számára fenntartják.

Ezt szem előtt tartva bármely lövedék mozgását a helyzetével lehet leírni (x, y vagy mindkettő), sebesség (v) és a gyorsulás (egy vagy g, a gravitáció által okozott gyorsulás), mind az idő függvényében (t), amelyet előfizetők jelölnek. Például, vy (4) a függőleges sebességet képviseli (azaz a y-irány) t = 4 másodperc után a részecske mozogni kezd. Hasonlóképpen, a 0 alindexe azt jelenti t = 0, és megmutatja a lövedék kezdeti helyzetét vagy sebességét.


Rendszerint csak a helyesre vagy az egyenletre vagy az egyenletre kell utalnia a Newton klasszikus lövedékmodellek közül:

v_ {0x} = v_x x = x_0 + v_xt

(A fenti két kifejezés csak vízszintes mozgásra vonatkozik.)

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)

Függőleges sebesség-egyenlet: lövedékmozgás

Melyik függőleges sebességképletet kell választani a fenti listából a függőleges sebesség meghatározásakor (jelölés: vy0, amely az idő sebessége t = 0, vagy vy, a függőleges sebesség meghatározatlan időpontban t) attól függ, hogy milyen típusú információt kap a probléma kezdetekor.

Például, ha kapsz y0 és y (a függőleges helyzet teljes változása a t = 0 és az érdeklődés időpontja), a fenti lista negyedik egyenletével keresse meg v0y, a kezdeti függőleges sebesség. Ha ehelyett egy objektum eltelt ideje a szabad esés során, akkor más egyenletek segítségével kiszámolhatja mind az esélyét, mind annak függőleges sebességét.


Mozgás egy függőleges körben

Képzelje el, hogy egy yo-yo-t vagy más apró tárgyat egy-egy húrra húzza az ön előtt egy körön, úgy, hogy a kör pontosan merőleges legyen a tárgyra a padlóra merőlegesen. Észreveszi, hogy az objektum lelassul, miközben elérte a hinta legmagasabb pontját, de a tárgy sebességét éppen olyan magasan tartja, hogy fenntartsák a húros feszültséget.

Mint valószínűleg kitalálta, van egy fizikai egyenlet, amely leírja ezt a fajta függőleges körkörös mozgást. Ilyen fajta centripetális (körkörös) mozgás, a húr feszes tartásához szükséges gyorsulás v2/ r, ahol v a centripetalális sebesség és r az a kéz közötti húr hossza az objektumban.

Megoldjuk a minimális függőleges sebességet a húr tetején (ahol egy - egyenlő vagy nagyobb, mint g) ad vy = (gr)1/2, ami azt jelenti, hogy a sebesség egyáltalán nem függ a tárgy tömegétől, és csak a húr hosszától

Függőleges sebességszámológép

Használhat különféle online számológépet, hogy segítsen megoldani azokat a fizikai problémákat, amelyek valamilyen módon foglalkoznak az elmozdulás vertikális alkotóelemeivel, és ezért rendelkeznek egy függőleges sebességű lövedékkel, amelyet egy adott időpontban érdemes megtalálni. t. Egy ilyen webhelyre mutat példát a Resources.