O spustenievertikálne je to jednorozmerný pohyb, v ktorom trenie so vzduchom. Tento typ pohybu nastáva, keď je telo spustené vertikálnym a nahor. Pohyb opísaný projektilom je spomalený gravitačným zrýchlením, až kým nedosiahne svoje výškamaximálne. Po uplynutí tejto doby je pohyb opísaný ako a spadnúť zadarmo.
Pozritiež: Čo je gravitácia?
Vertikálne spustenie vzorcov
Zákony, ktoré vysvetľujú pohyb telies, ktoré sa nepohybujú vo zvislom smere, objavil a vyhlásil taliansky fyzik Galileo Galileo. V tejto príležitosti Galileo si uvedomil, že orgány cestovinyveľa rôznych musí spadnúť s to istéčas a s neustále zrýchlenie smerom k zemi. Táto situácia bude možná, iba ak na tieto telesá pôsobí odporová sila vzduchu, ktorá rozptýli ich rýchlosť.
Vertikálne spustenie je osobitným prípadom rovnomerne rôznorodý pohyb (MUV), pretože k nej dochádza pri pôsobení konštantného zrýchlenia. V tomto prípade sa gravitačné zrýchlenie postaví proti rýchlosti štartu strely, ktorá má zmyselpozitívne.
Rovnice, ktoré upravujú tento typ pohybu, sú rovnaké ako tie, ktoré sa používajú pre všeobecné prípady MUV, s menšími zmenami v zápise. Odhlásiť sa:
Toto sú tri najužitočnejšie rovnice na popis vertikálneho hodu: hodinové funkcie rýchlosti a polohy a Torricelliho rovnica.
Vo vyššie uvedených rovniciach vr je konečná výška dosiahnutá projektilom za daný časový okamih t. Počiatočná rýchlosť v0r je rýchlosť, akou je strela vystreľovaná, aká môže byť pozitívne, ak je vydanie prehorealebo negatívny, ak je vydanie prenízka, t.j. v prospechgravitácia. výšky Konečné a počiatočné vydania sa volajú, respektíve, z r a r0. Nakoniec g je gravitačné zrýchlenie v mieste štartu.
Je dôležité mať na pamäti, že vyššie uvedené rovnice sú definované podľa Medzinárodný merací systém (SI), teda rýchlosti sú uvedené v m / s; The gravitácia, v m / s²; to je čas, za pár sekúnd.
Kroky vertikálneho hádzacieho pohybu a voľného pádu lopty
Vyššie uvedené rovnice možno použiť na riešenie problémov týkajúcich sa vertikálneho vypúšťania projektilu. Odkaz zvolený pre tieto rovnice prijíma ako pozitívne zmysel prehore Je to ako negatívny zmysel prenízka.
Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)
→ Hodinová funkcia rýchlosti
Prvá zo zobrazených rovníc je funkcia hodinovej rýchlosti pre zvislý hod. V ňom máme konečnú rýchlosť (vr), rýchlosť vypustenia strely (v0r), gravitačné zrýchlenie (g) a čas (t):
Pomocou vyššie uvedenej rovnice môžeme určiť čas nábehu strely. Preto musíme pamätať na to, že pri dosiahnutí svojej maximálnej výšky vertikálna rýchlosť (vr) je null. Pohyb navyše mení smer, ktorý popisuje voľný pád. Za predpokladu vertikálnej rýchlosti (vr) je nula v najvyššom bode vertikálneho hodu, budeme mať nasledujúcu rovnosť:
→ Funkcia času polohy
Druhá rovnica zobrazená na obrázku sa nazýva hodinová pozičná funkcia. Táto rovnica umožňuje zistiť, v akej výške (y) bude projektil v danom okamihu (t). K tomu musíme vedieť, z akej výšky bol projektil vypustený (H) a akou rýchlosťou k odpáleniu došlo (v0r). Ak v premenných nahradíme čas nábehu t v tejto rovnici je možné ustanoviť vzťah medzi maximálnou dosiahnutou výškou a rýchlosťou vypustenia strely (v0r). Pozri:
Rovnaký výsledok, aký je uvedený vyššie, možno dosiahnuť, ak použijeme Torricelliho rovnica. Za týmto účelom stačí nahradiť koncový člen rýchlosti za 0, pretože, ako už bolo uvedené, v najvyššom bode zvislého hodu je táto rýchlosť nulový.
Voľný pád
Keď vertikálne vypustený projektil zasiahne jeho výškamaximum, spustí pohyb spadnúťzadarmo. V tomto hnutí projektil padá dole na zem s zrýchleniekonštantný. Aby bolo možné definovať rovnice pre tento typ pohybu, je zaujímavé definovať priaznivú referenciu pre gravitačné zrýchlenie. Z tohto dôvodu sme prijali zmyselprenízkaPáči sa mi topozitívne a predpokladáme, že východisková poloha pohybu voľným pádom je 0. Týmto spôsobom sa zjednodušujú rovnice pre voľný pád. Pozerať:
Horizontálne a šikmé spustenie
Horizontálne a šikmé vypustenie sú ďalšie typy vypustenia strely. V týchto prípadoch je rozdiel spôsobený uhlom spustenia vo vzťahu k zemi. Prezrite si naše články, ktoré sa zaoberajú konkrétne horizontálnym a šikmým štartom:
Horizontálne uvoľnenie vo vákuu
Šikmý hod
Cvičenie vertikálneho hodu a voľného pádu
1) 2 kg projektil je vystrelený vertikálne smerom hore od zeme rýchlosťou 20 m / s. Určiť:
Údaje: g = 10 m / s²
a) celková doba nábehu strely.
b) maximálna výška dosiahnutá projektilom.
c) rýchlosť strely pri t = 1,0 s a t = 3,0 s. Vysvetlite dosiahnutý výsledok.
Rozhodnutie
a) Čas nábehu strely môžeme vypočítať pomocou jednej z rovníc uvedených v texte:
Ak chcete použiť túto rovnicu, nezabudnite, že v bode maximálnej výšky je konečná rýchlosť strely nulová. Ako informovalo cvičenie, rýchlosť vypálenia strely je 20 m / s. Takto:
b) Ak poznáme čas potrebný na dosiahnutie maximálnej výšky strely, môžeme túto výšku ľahko vypočítať. Použijeme na to nasledujúci zoznam:
Pri vyššie uvedenom výpočte berieme do úvahy, že strela bola vypustená zo zeme, takže y0 = 0.
c) Pomocou funkcie hodinovej rýchlosti môžeme ľahko vypočítať rýchlosť strely pre okamihy t = 1,0 s a t = 3,0 s. Pozerať:
Po výpočtoch sme pre okamih t = 1,0 s, respektíve t = 3,0 s, našli hodnoty 10 m / s, respektíve -10 m / s. To naznačuje, že v čase 3,0 s je strela v rovnakej výške ako v čase 1,0 s. Pohyb však nastáva opačným smerom, pretože doba nábehu tejto strely je 2,0 s. Po uplynutí tohto časového intervalu začne projektil pohybom voľného pádu.
Podľa mňa. Rafael Helerbrock
