Kuinka laskea pystysuuntainen nopeus

Sisältö

• Projectile-liikkeen perusteet
• Pystysuuntainen nopeusyhtälö: Projectile Motion
• Liike pystysuorassa ympyrässä
• Pystysuuntainen nopeuslaskin

Kun ammukset liikkuvat tunnetussa maailmassa, ne liikkuvat kolmiulotteisen tilan läpi pisteiden välillä, jotka voidaan kuvata koordinaateina (x, y, z) järjestelmä. Kun ihmiset tutkivat näitä liikkuvia ammuksia, olivatpa ne sitten esineitä urheilukilpailuissa, kuten pesäpallot tai monen miljardin dollarin sotilaslentokoneet, he haluavat tietää tiettyjä eristettyjä yksityiskohtia esineistä, jotka kulkevat avaruuden läpi, ei koko tarinaa kaikesta kirjaimellisesta kulmasta kerralla. .

Fyysikot tutkivat hiukkasten sijainteja, näiden asemien muutosta ajan myötä (ts. Nopeutta) ja kuinka tämä aseman muutos itsessään muuttuu ajan myötä (ts. Kiihtyvyys). Joskus pystysuuntainen nopeus on erityisen kiinnostava kohde.

Projectile-liikkeen perusteet

Suurinta osaa johdantofysiikan ongelmista käsitellään siten, että niissä on vaaka- ja pystysuoria komponentteja, joita edustaa x ja y vastaavasti. Kolmas ulottuvuus "syvyys" on varattu syventäville kursseille.

Tätä silmällä pitäen minkä tahansa ammuksen liike voidaan kuvata sen sijainnin perusteella (x, y tai molemmat), nopeus (v) ja kiihtyvyys ( tai g, painovoimasta johtuva kiihtyvyys), kaikki suhteessa aikaan (T), merkitty alaindekseillä. Esimerkiksi, v_{y (4)} edustaa pystysuuntaista nopeutta (ts y-suunta) kerrallaan T = 4 sekuntia hiukkasen alkaessa liikkua. Samoin 0-alaindeksi tarkoittaa T = 0 ja kertoo ammuksen lähtöasennon tai nopeuden.

Tavallisesti sinun täytyy viitata vain oikeaan tai yhtälöön tai yhtälöön Newtonin klassisen heijastusliikkeen yhtälöiden joukosta:

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

(Kaksi yllä olevaa lauseketta on tarkoitettu vain vaakasuuntaiselle liikkeelle).

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_ {0v} ^ 2 + 2g (v - y_0)

Pystysuuntainen nopeusyhtälö: Projectile Motion

Mikä vertikaalisen nopeuden kaava valitaan yllä olevasta luettelosta yritettäessä määrittää pystysuuntaista nopeutta (edustaa v_y0, joka on nopeus ajankohtana T = 0 tai v_y, pystysuuntainen nopeus määrittelemättömässä ajassa T) riippuu siitä, millaisia ​​tietoja sinulle annetaan ongelman alussa.

Esimerkiksi, jos sinulle annetaan y₀ ja y (pystysuoran aseman kokonaismuutos välillä T = 0 ja kiinnostava aika), voit käyttää yllä olevan luettelon neljättä yhtälöä löytääksesi v_0y, alkuperäinen pystysuuntainen nopeus. Jos sinulle annetaan sen sijaan kulunut aika vapaassa pudotuksessa olevalle kohteelle, voit laskea sekä sen, kuinka pitkälle esine on pudonnut, että sen pystysuuntaisen nopeuden tuolloin muiden yhtälöiden avulla.

Liike pystysuorassa ympyrässä

Kuvittele itseäsi heiluttamalla yo-yo tai muu pieni esine jousella edessäsi olevassa ympyrässä ympyrän ollessa esineen jäljittämässä tarkasti kohtisuorassa lattiaan nähden. Huomaat esineen hidastuvan, kun se saavutti heilahtelun yläosaan, mutta pidät kohteen nopeuden vain riittävän suurena pitämään jännityksen jännitteessä.

Kuten olet ehkä arvata, on olemassa fysiikkayhtälö, joka kuvaa tällaista pystysuuntaista ympyräliikettä. Tällaisessa keskihakuinen (pyöreä) liike, jännityksen pitämiseen tarvittava kiihtyvyys on v²/ R, missä v on keskikohdanopeus ja R on esineessäsi olevan käden välisen merkkijonon pituus.

Ratkaistaan ​​minimaalinen pystysuuntainen nopeus merkkijonon yläosassa (missä on oltava yhtä suuri tai suurempi kuin g) antaa v_y = (gr)^1/2, eli nopeus ei riipu kokonaan kohteen massasta ja vain merkkijonon pituudesta

Pystysuuntainen nopeuslaskin

Voit käyttää monia online-laskimia auttaaksesi sinua ratkaisemaan fysiikkaongelmia, jotka käsittelevät jollain tavalla pystysuuntaista siirtymistä, ja siksi sinulla on pystysuuntaisen nopeuden ammus, jonka saatat haluta löytää tiettynä ajankohtana. T. Resursseissa on esimerkki tällaisesta verkkosivustosta.