O paleidimasvertikalus tai yra vienmatis judesys, kurio metu trintis su oru. Šio tipo judesiai įvyksta, kai kūnas paleidžiamas vertikalia ir aukštyn kryptimi. Sviedinio aprašomas judėjimas sulėtėja gravitacijos pagreičiu, kol jis pasiekia savo ūgiomaksimaliai. Po to laiko judėjimas apibūdinamas kaip a kristi Laisvas.
Pažiūrėktaip pat: Kas yra gravitacija?
Vertikalios paleidimo formulės
Įstatymus, kurie paaiškina vertikalia kryptimi nejudančių kūnų judėjimą, atrado ir paskelbė italų fizikas Galileo Galileo. Šiuo atveju Galileo suprato, kad makaronaidaug skirtingų turi kristi kartu su tas patslaikas ir su nuolatinis pagreitis link žemės. Tokia situacija bus įmanoma tik tuo atveju, jei oro pasipriešinimo jėga paveiks šiuos kūnus, išsklaidydama jų greitį.
Vertikalus paleidimas yra ypatingas atvejis vienodai įvairus judesys (MUV), nes tai vyksta veikiant pastoviam pagreičiui. Šiuo atveju sunkio pagreitis prieštarauja sviedinio paleidimo greičiui, kuris turi prasmeteigiamas.
Lygtys, reguliuojančios šio tipo judesius, yra tos pačios, kurios naudojamos bendraisiais MUV atvejais, atsižvelgiant į nedidelius žymėjimo pokyčius. Patikrinkite:
Tai yra trys naudingiausios vertikalaus metimo apibūdinimo lygtys: valandinės greičio ir padėties funkcijos bei Torricelli lygtis.
Aukščiau pateiktose lygtyse vy yra galutinis sviedinio pasiektas aukštis tam tikrą laiko momentą t. Pradinis greitis v0m yra sviedinio paleidimo greitis, kuris gali būti teigiamas, jei leidimas yra dėlaukštynarba neigiamas, jei leidimas yra dėlžemas, t.y, naudaigravitacija. aukštumas Galutinis ir pradinis išleidimo vadinami atitinkamai y ir y0. Galiausiai, g yra gravitacijos pagreitis starto vietoje.
Svarbu prisiminti, kad aukščiau pateiktos lygtys yra apibrėžtos pagal Tarptautinė matavimo sistema (SI), todėl greičiu pateikiami m / s; The gravitacija, m / s²; tai laikas, per kelias sekundes.
Vertikalaus metimo judesio žingsniai ir laisvas kamuolio kritimas
Aukščiau pateiktas lygtis galima naudoti sprendžiant vertikalaus sviedinio paleidimo problemas. Šioms lygtims pasirinkta nuoroda priimama kaip teigiamas prasme dėlaukštyn Tai panašu neigiamas prasme dėlžemas.
Nesustokite dabar... Po reklamos dar daugiau;)
→ Valandinė greičio funkcija
Pirmoji iš parodytų lygčių yra valandinio greičio funkcija vertikaliam metimui. Jame turime galutinį greitį (ty), sviedinio paleidimo greitis (t0m), sunkio pagreitis (g) ir laikas (t):
Naudodami aukščiau pateiktą lygtį, galime nustatyti sviedinio kilimo laiką. Todėl turime prisiminti, kad, pasiekus didžiausią aukštį, vertikalus greitis (vy) yra niekinis. Be to, judėjimas keičia kryptį, apibūdindamas laisvą kritimą. Darant prielaidą apie vertikalų greitį (ty) yra nulis aukščiausiame vertikalaus metimo taške, mes turėsime tokią lygybę:
→ Pozicijos laiko funkcija
Antroji paveikslėlyje parodyta lygtis vadinama valandos padėties funkcija. Ši lygtis leidžia rasti, kokiame aukštyje (y) sviedinys bus tam tikru laiko momentu (t). Tam turime žinoti, iš kokio aukščio sviedinys buvo paleistas (H) ir kokiu greičiu įvyko paleidimas (t0m). Jei pakeisime kintamųjų kilimo laiką t šioje lygtyje galima nustatyti santykį tarp didžiausio pasiekto aukščio ir sviedinio paleidimo greičio (v0m). Pažvelk:
Tą patį aukščiau parodytą rezultatą galima gauti, jei naudosime Torricelli lygtis. Norėdami tai padaryti, tiesiog pakeiskite galutinį greičio terminą 0, nes, kaip minėta anksčiau, aukščiausioje vertikalaus metimo vietoje šis greitis yra niekinis.
Laisvas kritimas
Kai į jį patenka vertikaliai paleistas sviedinys ūgiomaksimaliai, pradeda judėjimą kristiLaisvas. Šiame judėjime sviedinys krenta žemyn su žeme pagreitispastovus. Norint apibrėžti tokio tipo judesio lygtis, įdomu apibrėžti palankią gravitacijos pagreičio atskaitos tašką. Tam mes priėmėme prasmedėlžemasKaipteigiamas ir mes manome, kad laisvo kritimo judėjimo pradinė padėtis yra 0. Tokiu būdu laisvo kritimo lygtys tampa paprastesnės. Žiūrėti:
Horizontalus ir įstrižas paleidimas
Horizontalus ir įstrižas paleidimas yra kiti sviedinių paleidimo tipai. Šiais atvejais skirtumas atsiranda dėl paleidimo kampo žemės atžvilgiu. Peržiūrėkite mūsų straipsnius, konkrečiai susijusius su horizontaliu paleidimu ir įstrižu paleidimu:
Horizontalus išleidimas vakuume
Įstrižas metimas
Vertikalaus metimo ir laisvo kritimo pratimai
1) 2 kg sviedinys paleidžiamas vertikaliai į viršų nuo žemės 20 m / s greičiu. Nustatyti:
Duomenys: g = 10 m / s²
a) bendras sviedinio kilimo laikas.
b) didžiausias sviedinio pasiektas aukštis.
c) sviedinio greitis esant t = 1,0 s ir t = 3,0 s. Paaiškinkite gautą rezultatą.
Rezoliucija
a) Galime apskaičiuoti sviedinio kilimo laiką naudodami vieną iš visame tekste parodytų lygčių:
Norėdami naudoti šią lygtį, atminkite, kad didžiausio aukščio taške sviedinio galutinis greitis yra lygus nuliui. Kaip informuota pratybose, sviedinio paleidimo greitis yra 20 m / s. Taigi:
b) Žinodami laiką, kurio reikia, kad sviedinys pasiektų maksimalų aukštį, galime lengvai apskaičiuoti šį aukštį. Tam naudosime šį sąrašą:
Atlikdami aukščiau pateiktą skaičiavimą atsižvelgiame į tai, kad sviedinys buvo paleistas iš žemės, todėl y0 = 0.
c) Naudodamiesi valandinio greičio funkcija, lengvai apskaičiuojame sviedinio greitį momentams t = 1,0 s ir t = 3,0 s. Žiūrėti:
Atlikę skaičiavimus, laiko t = 1,0 s ir t = 3,0 s momentams nustatėme 10 m / s ir -10 m / s reikšmes. Tai rodo, kad 3,0 s metu sviedinys yra tame pačiame aukštyje kaip ir 1,0 s. Tačiau judėjimas vyksta priešinga kryptimi, nes šio sviedinio kilimo laikas yra 2,0 s. Praėjus šiam laiko intervalui, sviedinys pradeda laisvai kristi.
Mano. Rafaelis Helerbrockas
