Ako vypočítať vertikálnu rýchlosť

Obsah

• Základy projektilného pohybu
• Vertikálna rovnica rýchlosti: projektil
• Pohyb vo vertikálnom kruhu
• Kalkulačka vertikálnej rýchlosti

Keď sa projektily pohybujú vo svete tak, ako to vieme, pohybujú sa trojrozmerným priestorom medzi bodmi, ktoré možno opísať ako súradnice v (X, y, z). Keď ľudia študujú tieto pohybujúce sa projektily, či už sú to objekty v športovej súťaži, ako sú napríklad baseballové míle alebo vojenské prostriedky vo výške niekoľkých miliárd dolárov, chcú vedieť určité izolované podrobnosti o objektoch, ktoré putujú vesmírom, nie o celom príbehu zo všetkých doslovných uhlov naraz. ,

Fyzici študujú polohy častíc, zmenu týchto pozícií v priebehu času (t. J. Rýchlosť) a ako sa táto zmena polohy mení v priebehu času (t. J. Zrýchlenie). Vertikálna rýchlosť je niekedy predmetom osobitného záujmu.

Základy projektilného pohybu

Väčšina problémov v úvodnej fyzike sa považuje za problémy s horizontálnymi a vertikálnymi zložkami, ktoré predstavuje X a y resp. Tretí rozmer „hĺbky“ je vyhradený pre pokročilé kurzy.

S ohľadom na to možno pohyb akéhokoľvek projektilu opísať z hľadiska jeho polohy (X, y alebo obidve), rýchlosť (proti) a zrýchlenie ( alebo g, zrýchlenie spôsobené gravitáciou), všetko s ohľadom na čas (T), vyznačené na odbere. Napríklad, proti_{y (4)} predstavuje vertikálnu rýchlosť (t. j. v y- smer) T = 4 sekundy po začatí pohybu častíc. Podobne index 0 znamená T = 0 a povie vám počiatočnú polohu alebo rýchlosť projektilu.

Zvyčajne sa musíte odvolávať iba na správnu rovnicu alebo rovnicu z klasických rovníc pohybu Newtonov:

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

(Uvedené dva výrazy sa týkajú iba horizontálneho pohybu).

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)

Vertikálna rovnica rýchlosti: projektil

Ktorý vzorec vertikálnej rýchlosti vyberte z vyššie uvedeného zoznamu, keď sa snažíte určiť vertikálnu rýchlosť (predstavovanú proti_y0, čo je rýchlosť v čase T = 0 alebo proti_y, vertikálna rýchlosť v nešpecifikovanom čase T), bude závisieť od druhu informácií, ktoré ste dostali na začiatku problému.

Napríklad, ak máte y₀ a y (celková zmena vertikálnej polohy medzi T = 0 a čas záujmu), môžete použiť štvrtú rovnicu z vyššie uvedeného zoznamu proti_0Y, počiatočná vertikálna rýchlosť. Ak ste namiesto toho dostali voľný čas pre objekt vo voľnom páde, môžete pomocou ďalších rovníc vypočítať, ako ďaleko klesol, a jeho vertikálnu rýchlosť v tom čase.

Pohyb vo vertikálnom kruhu

Predstavte si, ako sa hojdáte yo-yo alebo iný malý predmet na provázku v kruhu pred vami, s kruhom vysledovaným od objektu presne kolmo na podlahu. Všimnite si, že sa predmet spomaľuje, keď dosiahol najvyšší vrchol výkyvu, ale rýchlosť objektu udržujete dostatočne vysokú na to, aby v strune zostalo napätie.

Ako ste asi uhádli, existuje fyzická rovnica popisujúca tento druh vertikálneho kruhového pohybu. V tomto druhu dostredivý (kruhový) pohyb, zrýchlenie potrebné na udržanie napnutia struny je proti²/ r, kde proti je stredová rýchlosť a r je dĺžka reťazca medzi rukou v objekte.

Riešenie minimálnej vertikálnej rýchlosti v hornej časti struny (kde musí byť rovná alebo väčšia ako g) proti_y = (gr)^1/2, čo znamená, že rýchlosť nezávisí od hmotnosti objektu vôbec a iba od dĺžky reťazca

Kalkulačka vertikálnej rýchlosti

Môžete využiť množstvo online kalkulačiek, ktoré vám pomôžu vyriešiť problémy s fyzikou, ktoré nejakým spôsobom riešia vertikálnu zložku posunu, a preto máte projektil s vertikálnou rýchlosťou, ktorý by ste možno chceli nájsť v danom čase. T, Príklad takejto webovej stránky je uvedený v časti Zdroje.