О запусквертикальний це одновимірний рух, в якому тертя з повітрям. Цей тип рухів відбувається, коли тіло запускається у вертикальному та вгору напрямку. Рух, що описується снарядом, сповільнюється прискоренням сили тяжіння, поки воно не досягне свого висотамаксимум. Після цього час рух описується як a падіння безкоштовно.
Дивисьтакож: Що таке гравітація?
Формули вертикального запуску
Закони, що пояснюють рух тіл, які не рухаються у вертикальному напрямку, були відкриті та проголошені італійським фізиком Галілео Галілей. У цьому випадку, Галілей зрозумів, що тіла Росії макаронибагато різних повинен впасти з те самечас і с постійне прискорення до землі. Така ситуація стане можливою лише тоді, коли сила опору повітря діє на ці тіла, розсіюючи їх швидкість.
Вертикальний запуск - це окремий випадок рівномірно різноманітний рух (MUV), оскільки це відбувається під дією постійного прискорення. У цьому випадку прискорення сили тяжіння протистоїть швидкості запуску снаряда, яка має сенспозитивні.
Рівняння, що регулюють цей тип руху, є тими самими, що використовуються для загальних випадків MUV, за умови незначних змін у позначеннях. Перевіряти:
Це три найбільш корисні рівняння для опису вертикального кидка: годинні функції швидкості та положення та рівняння Торрічеллі.
У наведених вище рівняннях vр - остаточна висота, досягнута снарядом за певний момент часу т. Початкова швидкість v0р це швидкість запуску снаряда, яка може бути позитивні, якщо випуск є длявгору, або негативний, якщо випуск є длянизький, тобто на користьсила тяжіння. висоти Остаточний і початковий випуску називаються, відповідно, р і р0. Нарешті, g - прискорення сили тяжіння на місці запуску.
Важливо пам’ятати, що наведені вище рівняння визначаються відповідно до Міжнародна система вимірювань (SI), отже, швидкості наведені в м / с; сила тяжіння, в м / с²; це час, за секунди.
Кроки у вертикальному русі метання та вільному падінні м’яча
Наведені вище рівняння можуть бути використані для вирішення задач, що стосуються вертикального запуску снаряда. Посилання, вибране для цих рівнянь, приймається як позитивні сенс длявгору Це як негативний сенс длянизький.
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
→ Погодинна функція швидкості
Перше з наведених рівнянь - це годинна функція швидкості для вертикального підкидання. У ньому ми маємо остаточну швидкість (vр), швидкість запуску снаряда (v0р), прискорення сили тяжіння (g) і часу (t):
Використовуючи наведене вище рівняння, ми можемо визначити час підйому снаряда. Тому ми повинні пам’ятати, що при досягненні максимальної висоти вертикальна швидкість (vр) дорівнює нулю. Крім того, рух змінює напрямок, описуючи вільне падіння. Припускаючи вертикальну швидкість (vр) дорівнює нулю у найвищій точці вертикального кидка, ми матимемо таку рівність:
→ Функція часу позиції
Друге рівняння, зображене на зображенні, називається годинною функцією положення. Це рівняння дозволяє визначити, на якій висоті (y) знаходитиметься снаряд у даний момент часу (t). Для цього ми повинні знати, з якої висоти був запущений снаряд (H) і з якою швидкістю відбувся запуск (v0р). Якщо замінити час зростання у змінних т у цьому рівнянні можна встановити залежність між максимально досягнутою висотою та швидкістю запуску снаряда (v0р). Подивіться:
Той самий результат, показаний вище, можна отримати, якщо ми використовуємо Рівняння Торрічеллі. Для цього достатньо замінити кінцевий член швидкості на 0, оскільки, як було сказано раніше, у найвищій точці вертикального кидка ця швидкість дорівнює нуль.
Вільне падіння
Коли вертикально запущений снаряд потрапляє у свій висотамаксимум, починає рух падіннябезкоштовно. У цьому русі снаряд падіння вниз до землі с прискоренняпостійний. Для того, щоб визначити рівняння для цього типу руху, цікаво визначити сприятливий орієнтир для прискорення сили тяжіння. Для цього ми прийняли сенсдлянизькийподібно допозитивні і ми припускаємо, що початкове положення руху вільного падіння дорівнює 0. Таким чином, рівняння вільного падіння стають простішими. Дивитися:
Горизонтальний і косий кидок
Горизонтальний і косий запуск - це інші типи запуску снаряда. У цих випадках різниця обумовлена кутом запуску по відношенню до землі. Ознайомтесь із нашими статтями, які стосуються конкретно горизонтального запуску та косого запуску:
Горизонтальний випуск у вакуумі
Косий кидок
Вправи з вертикальним метанням та вільним падінням
1) Снаряд вагою 2 кг запускається вертикально вгору від землі зі швидкістю 20 м / с. Визначте:
Дані: g = 10 м / с²
а) загальний час підйому снаряда.
б) максимальна висота, досягнута снарядом.
в) швидкість снаряда при t = 1,0 с і t = 3,0 с. Поясніть отриманий результат.
Дозвіл
а) Ми можемо розрахувати час підйому снаряда, використовуючи одне з рівнянь, наведених у тексті:
Щоб використовувати це рівняння, пам’ятайте, що в точці максимальної висоти кінцева швидкість снаряда дорівнює нулю. Як повідомляється під час навчання, швидкість запуску снаряда становить 20 м / с. Отже:
б) Знаючи час, необхідний для досягнення снарядом максимальної висоти, ми можемо легко обчислити цю висоту. Для цього ми використаємо такий список:
У наведеному вище розрахунку ми враховуємо, що снаряд був запущений із землі, тому y0 = 0.
в) Ми можемо легко розрахувати швидкість снаряда для моментів t = 1,0 с і t = 3,0 с за допомогою функції погодинної швидкості. Дивитися:
Після розрахунків ми знайшли значення 10 м / с та -10 м / с для моментів часу t = 1,0 с та t = 3,0 с відповідно. Це вказує на те, що на час 3,0 с снаряд знаходився на тій самій висоті, що і на час 1,0 с. Однак рух відбувається в зворотному напрямку, оскільки час підйому цього снаряда становить 2,0 с. Після закінчення цього інтервалу часу снаряд починає рух вільного падіння.
Мені Рафаель Хелерброк
