Inhoud
- Basisprincipes van Projectile Motion
- Verticale snelheidsvergelijking: projectielbeweging
- Beweging in een verticale cirkel
- Verticale snelheid calculator
Wanneer projectielen in de wereld bewegen zoals wij die kennen, bewegen ze door driedimensionale ruimte, tussen vlekken die kunnen worden beschreven in termen van coördinaten in een (X, Y, z) systeem. Wanneer mensen deze bewegende projectielen bestuderen, of ze nu objecten zijn in een sportwedstrijd zoals honkballen of multi-miljard dollar militaire vliegtuigen, willen ze bepaalde geïsoleerde details over dat objectenpad door de ruimte weten, niet het hele verhaal vanuit elke letterlijke hoek tegelijk .
Natuurkundigen bestuderen de posities van deeltjes, de verandering van die posities in de tijd (d.w.z. snelheid) en hoe die verandering in positie zelf verandert in de tijd (d.w.z. versnelling). Soms is de verticale snelheid van bijzonder belang.
Basisprincipes van Projectile Motion
De meeste problemen in de inleidende fysica worden behandeld als horizontale en verticale componenten, vertegenwoordigd door X en Y respectievelijk. De derde dimensie van "diepte" is gereserveerd voor geavanceerde cursussen.
Met dat in gedachten kan de beweging van elk projectiel worden beschreven in termen van zijn positie (X, Y of beide), snelheid (v) en versnelling (een of g, de versnelling door zwaartekracht), alles met betrekking tot tijd (t), aangegeven met subscripts. Bijvoorbeeld, vy (4) vertegenwoordigt de verticale snelheid (d.w.z. in de Y-richting) op tijd t = 4 seconden nadat het deeltje begint te bewegen. Evenzo betekent een subscript van 0 t = 0 en vertelt u de beginpositie of snelheid van het projectiel.
Normaal gesproken hoeft u alleen maar te verwijzen naar de juiste of vergelijking of vergelijking uit de klassieke vergelijkingen van Newton van projectielbeweging:
v_ {0x} = v_x x = x_0 + v_xt(De bovenstaande twee uitdrukkingen zijn alleen voor horizontale beweging).
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)Verticale snelheidsvergelijking: projectielbeweging
Welke verticale snelheidsformule moet worden geselecteerd uit de bovenstaande lijst wanneer u probeert de verticale snelheid te bepalen (weergegeven door vy0, wat snelheid op het moment is t = 0 of vY, de verticale snelheid op niet-gespecificeerde tijd t) is afhankelijk van het soort informatie dat u krijgt bij het begin van het probleem.
Bijvoorbeeld als u wordt gegeven Y0 en Y (de totale verandering in verticale positie tussen t = 0 en de tijd van interesse), kunt u de vierde vergelijking in de bovenstaande lijst gebruiken om te zoeken v0y, de initiële verticale snelheid. Als u in plaats daarvan de verstreken tijd krijgt voor een object in vrije val, kunt u met behulp van andere vergelijkingen zowel berekenen hoe ver het is gevallen als de verticale snelheid op dat moment.
Beweging in een verticale cirkel
Stel je voor dat je een jojo of een ander klein voorwerp aan een touwtje in een cirkel voor je slingert, waarbij de cirkel door het voorwerp precies loodrecht op de vloer wordt gevolgd. Je merkt dat het object vertraagt terwijl het de top van de swing bereikt, maar je houdt de snelheid van het object net hoog genoeg om de spanning in de snaar te handhaven.
Zoals je misschien al geraden hebt, is er een fysica-vergelijking die dit soort verticale cirkelvormige bewegingen beschrijft. In dit soort centripetaal (cirkel) beweging, de versnelling die nodig is om de snaar strak te houden is v2/ rwaar v is de centripetale snelheid en r is de lengte van de tekenreeks tussen uw hand in het object.
Oplossen voor de minimale verticale snelheid aan de bovenkant van de string (waar een moet gelijk zijn aan of groter dan g) geeft vY = (gr)1/2, wat betekent dat de snelheid helemaal niet afhankelijk is van de massa van het object en alleen van de lengte van de string
Verticale snelheid calculator
U kunt gebruikmaken van een verscheidenheid aan online rekenmachines om u te helpen fysische problemen op te lossen die op een of andere manier omgaan met een verticale component van verplaatsing en daarom een projectiel met verticale snelheid hebben dat u op een bepaald moment wilt kunnen vinden t. Een voorbeeld van een dergelijke website is te vinden in de bronnen.