О запусквертикальный это одномерное движение, в котором трение с воздухом. Этот тип движения происходит, когда тело запускается в вертикальном и восходящем направлении. Движение, описываемое снарядом, замедляется ускорением свободного падения до тех пор, пока оно не достигнет своего предела. высотамаксимум. По истечении этого времени движение описывается как Осень бесплатно.
Посмотритетакже: Что такое гравитация?
Формулы вертикального запуска
Законы, объясняющие движение тел, которые не движутся в вертикальном направлении, были открыты и сформулированы итальянским физиком. Галилео Галилео. В этом случае Галилео понял, что тела пастымного разных должен упасть с одно и тожевремя и с постоянное ускорение к земле. Такая ситуация возможна только в том случае, если сила сопротивления воздуха действует на эти тела, рассеивая их скорость.
Вертикальный пуск - частный случай равномерно разнообразное движение (MUV), поскольку возникает под действием постоянного ускорения. В этом случае ускорение свободного падения противостоит скорости запуска снаряда, которая имеет смыслположительный.
Уравнения, которые управляют этим типом движения, те же, что используются для общих случаев MUV, с небольшими изменениями в обозначениях. Проверить:
Это три наиболее полезных уравнения для описания вертикального выброса: почасовые функции скорости и положения и уравнение Торричелли.
В приведенных выше уравнениях vу конечная высота, достигнутая снарядом за данный момент времени т. Начальная скорость v0лет скорость, с которой запускается снаряд, которая может быть положительный, если релиз длявверх, или же отрицательный, если релиз длянизкий, т.е. в пользусила тяжести. высоты Финал а также исходный выпуска называются соответственно у а также у0. Наконец, грамм - ускорение свободного падения на стартовой позиции.
Важно помнить, что приведенные выше уравнения определены в соответствии с Международная система измерения (SI), следовательно, скорости даны в м / с; В сила тяжести, в м / с²; это время, в секундах.
Шаги в вертикальном метательном движении и свободном падении мяча
Приведенные выше уравнения могут использоваться для решения задач, связанных с вертикальным запуском снарядов. Ссылка, выбранная для этих уравнений, принимается как положительный чувство длявверх Это похоже на отрицательный чувство длянизкий.
→ Почасовая функция скорости
Первое из представленных уравнений - это функция часовой скорости для вертикального броска. В нем конечная скорость (vу), скорость пуска снаряда (v0лет), ускорение свободного падения (g) и время (t):
Используя приведенное выше уравнение, мы можем определить время подъема снаряда. Следовательно, мы должны помнить, что при достижении максимальной высоты вертикальная скорость (vу) нулевой. Кроме того, движение меняет направление, описывая свободное падение. Предполагая, что вертикальная скорость (vу) равно нулю в наивысшей точке вертикального броска, мы будем иметь следующее равенство:
→ Функция времени положения
Второе уравнение, показанное на изображении, называется функцией почасового положения. Это уравнение позволяет определить, на какой высоте (y) будет находиться снаряд в данный момент времени (t). Для этого мы должны знать, с какой высоты был запущен снаряд (H) и с какой скоростью произошел запуск (v0лет). Если заменить время нарастания в переменных т в этом уравнении можно установить связь между максимальной достигнутой высотой и скоростью запуска снаряда (v0лет). Посмотрите:
Тот же результат, показанный выше, может быть получен, если мы используем Уравнение Торричелли. Для этого просто замените окончательный член скорости на 0, поскольку, как указывалось ранее, в наивысшей точке вертикального броска эта скорость равна ноль.
Свободное падение
Когда вертикально запущенный снаряд попадает в высотамаксимум, начинает движение Осеньбесплатно. В этом движении снаряд падает на землю с ускорениепостоянный. Чтобы определить уравнения для этого типа движения, интересно определить благоприятный эталон для ускорения свободного падения. Для этого мы приняли смыслдлянизкийнравитьсяположительный и мы предполагаем, что начальная позиция движения свободного падения равна 0. Таким образом упрощаются уравнения свободного падения. Смотреть:
Горизонтальный и наклонный бросок
Горизонтальный и наклонный запуск - другие виды запуска снарядов. В этих случаях разница связана с углом пуска по отношению к земле. Ознакомьтесь с нашими статьями, которые конкретно посвящены горизонтальному и наклонному запуску:
Горизонтальный выпуск в вакууме
Косой бросок
Упражнения в вертикальном броске и свободном падении
1) Снаряд массой 2 кг запускается вертикально вверх от земли со скоростью 20 м / с. Определять:
Данные: g = 10 м / с²
а) полное время подъема снаряда.
б) максимальная высота, достигаемая снарядом.
в) скорость снаряда при t = 1,0 с и t = 3,0 с. Объясните полученный результат.
разрешение
а) Мы можем рассчитать время подъема снаряда, используя одно из уравнений, показанных по всему тексту:
Чтобы использовать это уравнение, помните, что в точке максимальной высоты конечная скорость снаряда равна нулю. Как сказано в учении, скорость пуска снаряда составляет 20 м / с. Таким образом:
б) Зная время, необходимое снаряду для достижения максимальной высоты, мы можем легко вычислить эту высоту. Для этого воспользуемся следующим списком:
В приведенном выше расчете мы учли, что снаряд был запущен с земли, поэтому y0 = 0.
c) Мы можем легко вычислить скорость снаряда для моментов времени t = 1,0 с и t = 3,0 с, используя почасовую функцию скорости. Смотреть:
После расчетов были найдены значения 10 м / с и -10 м / с для моментов времени t = 1,0 с и t = 3,0 с соответственно. Это указывает на то, что в момент времени 3,0 с снаряд находится на той же высоте, что и в момент времени 1,0 с. Однако движение происходит в обратном направлении, так как время подъема этого снаряда составляет 2,0 с. По истечении этого временного интервала снаряд начинает движение в свободном падении.
Автор: Рафаэль Хелерброк
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lancamento-vertical.htm
