ا إطلاقعمودي إنها حركة أحادية البعد يكون فيها الاحتكاك بالهواء. يحدث هذا النوع من الحركة عندما يتم إطلاق الجسم في اتجاه رأسي وصاعد. تتباطأ الحركة التي يصفها المقذوف من خلال تسارع الجاذبية حتى تصل إليه ارتفاعأقصى. بعد ذلك الوقت ، توصف الحركة بأنها أ خريف مجانا.
نظرةأيضا: ما هي الجاذبية؟
صيغ التشغيل العمودي
اكتشف الفيزيائي الإيطالي القوانين التي تشرح حركة الأجسام التي لا تتحرك في الاتجاه العمودي. جاليليو جاليليو. في هذه المناسبة ، جاليليو أدركت أن جثث الباستاالعديد من الاختلافات يجب أن تقع مع نفسزمن ومع تسارع مستمر نحو الأرض. لن يكون هذا الوضع ممكنًا إلا إذا كانت قوة مقاومة الهواء تعمل على هذه الأجسام ، وتبدد سرعتها.
الإطلاق العمودي هو حالة خاصة من حركة متنوعة بشكل موحد (MUV) ، لأنه يحدث تحت تأثير تسارع ثابت. في هذه الحالة ، فإن تسارع الجاذبية يتعارض مع سرعة إطلاق المقذوف ، والتي لها اشارةإيجابي.
المعادلات التي تحكم هذا النوع من الحركة هي نفسها المستخدمة للحالات العامة لل MUV ، تخضع لتغييرات طفيفة في الترميز. الدفع:
هذه هي المعادلات الثلاث الأكثر فائدة لوصف الرمي العمودي: الدوال بالساعة للسرعة والموضع ومعادلة توريسيلي.
في المعادلات أعلاه ، الخامسذ هو الارتفاع النهائي الذي وصل إليه المقذوف في لحظة معينة من الزمن ر. السرعة الأولية الخامس0 س هي السرعة التي يتم بها إطلاق القذيفة ، والتي يمكن أن تكون إيجابي، إذا كان الإصدار لفوق، أو نفي، إذا كان الإصدار لقليل، بمعنى آخر، لصالحالجاذبية. المرتفعات نهائي و مبدئي من الإصدار ، على التوالي ، من ذ و ذ0. أخيرا، ز هو تسارع الجاذبية في موقع الإطلاق.
من المهم أن تتذكر أن المعادلات أعلاه تم تعريفها وفقًا لـ نظام القياس الدولي (SI) ، وبالتالي ، فإن سرعات ترد في م / ث ؛ ال الجاذبية، في م / ث² ؛ انها ال زمن، في ثوان.
خطوات حركة الرمي العمودية والسقوط الحر للكرة
يمكن استخدام المعادلات أعلاه لحل المشاكل التي تنطوي على إطلاق مقذوف عمودي. يعتمد المرجع المختار لهذه المعادلات على النحو التالي إيجابي المعنى لفوق إنه يشبه نفي المعنى لقليل.
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
→ وظيفة السرعة بالساعة
أول المعادلات الموضحة هي دالة السرعة لكل ساعة للرمي الرأسي. في ذلك ، لدينا السرعة النهائية (vذ) ، سرعة إطلاق المقذوف (v0 س) ، تسارع الجاذبية (g) والوقت (t):
باستخدام المعادلة أعلاه ، يمكننا تحديد وقت ارتفاع المقذوف. لذلك ، يجب أن نتذكر أنه عند الوصول إلى أقصى ارتفاع لها ، فإن السرعة الرأسية (vذ) باطل. بالإضافة إلى ذلك ، تغير الحركة اتجاهها ، واصفةً السقوط الحر. بافتراض السرعة الرأسية (vذ) فارغة عند أعلى نقطة في الرمية الرأسية ، سيكون لدينا المساواة التالية:
→ وظيفة وقت الموقف
تسمى المعادلة الثانية الموضحة في الصورة وظيفة موضع الساعة. تسمح هذه المعادلة بإيجاد ارتفاع (y) للقذيفة في لحظة زمنية معينة (t). لهذا ، يجب أن نعرف من أي ارتفاع تم إطلاق القذيفة (H) وبأي سرعة حدث الإطلاق (v0 س). إذا استبدلنا وقت الارتفاع في المتغيرات ر في هذه المعادلة ، من الممكن إنشاء علاقة بين أقصى ارتفاع تم الوصول إليه وسرعة إطلاق المقذوف (v0 س). نظرة:
يمكن الحصول على نفس النتيجة الموضحة أعلاه إذا استخدمنا معادلة توريشيلي. للقيام بذلك ، ما عليك سوى استبدال حد السرعة النهائي بمقدار 0 ، لأنه ، كما ذكرنا سابقًا ، عند أعلى نقطة للرمي الرأسي ، تكون هذه السرعة باطل.
السقوط الحر
عندما يضرب قذيفة مطلقة رأسياً ارتفاعأقصى، يبدأ حركة خريفمجانا. في هذه الحركة ، المقذوف السقوط على الأرض مع التسريعثابت. من أجل تحديد المعادلات لهذا النوع من الحركة ، من المثير للاهتمام تحديد مرجع ملائم لتسارع الجاذبية. لهذا ، اعتمدنا اشارةلقليلمثلإيجابي ونفترض أن موضع البداية لحركة السقوط الحر هو 0. بهذه الطريقة ، تصبح معادلات السقوط الحر أبسط. يشاهد:
الإطلاق الأفقي والمائل
يعد الإطلاق الأفقي والمائل أنواعًا أخرى من إطلاق المقذوفات. في هذه الحالات ، يرجع الاختلاف إلى زاوية الإطلاق بالنسبة إلى الأرض. تحقق من مقالاتنا التي تتناول على وجه التحديد الإطلاق الأفقي والإطلاق المائل:
تحرير أفقي في الفراغ
رمي مائل
تمارين الرمي العمودي والسقوط الحر
1) تنطلق مقذوفة تزن 2 كجم عموديًا لأعلى من الأرض بسرعة 20 م / ث. تحديد:
البيانات: ز = 10 م / ث²
أ) إجمالي وقت الصعود للقذيفة.
ب) أقصى ارتفاع وصل إليه المقذوف.
ج) سرعة المقذوف عند t = 1.0 s و t = 3.0 s. اشرح النتيجة التي تم الحصول عليها.
القرار
أ) يمكننا حساب وقت ارتفاع المقذوف باستخدام إحدى المعادلات الموضحة في النص:
لاستخدام هذه المعادلة ، تذكر أنه عند نقطة الارتفاع الأقصى ، تكون السرعة النهائية للقذيفة صفرًا. وفقًا للتمرين ، تبلغ سرعة إطلاق المقذوف 20 م / ث. هكذا:
ب) معرفة الوقت اللازم للوصول للقذيفة إلى أقصى ارتفاع لها ، يمكننا بسهولة حساب هذا الارتفاع. لهذا ، سوف نستخدم القائمة التالية:
في الحساب أعلاه ، نأخذ في الاعتبار أن المقذوف قد تم إطلاقه من الأرض ، لذلك y0 = 0.
ج) يمكننا بسهولة حساب سرعة المقذوف للحظات t = 1.0 s و t = 3.0 s باستخدام دالة السرعة بالساعة. يشاهد:
بعد الحسابات ، نجد قيم 10 م / ث و -10 م / ث للحظات الزمنية t = 1.0 s و t = 3.0 s ، على التوالي. يشير هذا إلى أنه في وقت 3.0 ثانية ، كان المقذوف على نفس الارتفاع كما كان في وقت 1.0 ثانية. ومع ذلك ، فإن الحركة تحدث في الاتجاه المعاكس ، حيث أن وقت صعود هذا المقذوف هو 2.0 ثانية. بعد انقضاء هذه الفترة الزمنية ، تبدأ المقذوفة في حركة السقوط الحر.
من جانبي رافائيل هيلربروك
