Kako izračunati vertikalnu brzinu

Sadržaj

• Osnove gibanja projektila
• Jednadžba okomite brzine: gibanje projektila
• Kretanje u okomitom krugu
• Kalkulator vertikalne brzine

Kad se projektili kreću svijetom kakav znamo, oni se kreću kroz trodimenzionalni prostor, između točaka koje se mogu opisati koordinatama u (x, y, z) sustav. Kad ljudi proučavaju ove pokretne projektile, bilo da su oni predmeti na sportskom natjecanju kao što su baseball ili vojni zrakoplovi sa više milijardi dolara, žele znati određene izolirane detalje o tom putu staza kroz svemir, a ne cijelu priču iz svakog doslovnog ugla odjednom. ,

Fizičari proučavaju položaje čestica, njihovu promjenu tijekom vremena (tj. Brzinu) i kako se ta promjena položaja mijenja s vremenom (tj. Ubrzanje). Ponekad je okomita brzina stavka od posebnog interesa.

Osnove gibanja projektila

Većina problema u uvodnoj fizici tretira se kao što imaju vodoravne i okomite komponente, predstavljene sa x i y odnosno. Treća dimenzija "dubine" rezervirana je za napredne tečajeve.

Imajući to u vidu, gibanje bilo kojeg projektila može se opisati u smislu njegovog položaja (x, y ili oboje), brzina (v) i ubrzanje ( ili g, ubrzanje zbog gravitacije), sve s obzirom na vrijeme (t), naznačeno pretplatnicima. Na primjer, v_{y (4)} predstavlja vertikalnu brzinu (tj. u y-usmjeravanje) na vrijeme t = 4 sekunde nakon što se čestica kreće. Isto tako, pretplata od 0 znači t = 0 i govori o početnom položaju ili brzini projektila.

Obično se treba obratiti na ispravnu ili jednadžbu ili jednadžbu iz Newtonovih klasičnih jednadžbi gibanja projektila:

v_ {0x} = v_x x = x_0 + v_xt

(Gornja dva izraza su samo za horizontalno kretanje).

y = y_0 + frac {1} {2} (v_ {0y} + v_y) t v_y = v_ {0y} - gt y = y_0 + v_ {0y} t - frac {1} {2} gt v_y ^ 2 = v_ {0y} ^ 2 + 2g (y - y_0)

Jednadžba okomite brzine: gibanje projektila

Koju formulu vertikalne brzine odabrati s gornjeg popisa kada pokušavate odrediti vertikalnu brzinu (predstavljeno sa v_y0, što je brzina u vremenu t = 0, ili v_y, vertikalna brzina u neodređeno vrijeme t) ovisit će o vrsti informacija koje ste dobili na početku problema.

Na primjer, ako vam se daje y₀ i y (ukupna promjena okomitog položaja između t = 0 i vrijeme zanimanja), za pronalaženje možete koristiti četvrtu jednadžbu na gornjem popisu v_0y, početna vertikalna brzina. Ako vam je dodijeljeno proteklo vrijeme za objekt u slobodnom padu, možete izračunati i koliko je pao i njegovu vertikalnu brzinu u tom vremenu koristeći druge jednadžbe.

Kretanje u okomitom krugu

Zamislite kako zamahujete yo-yo ili drugim malim predmetom na žici u krugu ispred vas, s tim da je krug izvukao objekt točno okomito na pod. Primjećujete kako se objekt usporava kad je stigao do samog vrha zamaha, ali zadržavate brzinu predmeta dovoljno visoku da održi napetost u struni.

Kao što ste možda pogodili, postoji jednadžba fizike koja opisuje ovu vrstu vertikalnog kružnog gibanja. U ovakvoj vrsti centripetalan (kružno) kretanje, ubrzanje potrebno za održavanje napetog niza v²/ r, gdje v je centripetalna brzina i r je duljina niza između vaše ruke u predmetu.

Rješavanje za minimalnu vertikalnu brzinu na vrhu niza (gdje mora biti jednak ili veći od g) daje v_y = (gr)^1/2, što znači da brzina uopće ne ovisi o masi predmeta, već samo o duljini niza

Kalkulator vertikalne brzine

Možete se poslužiti raznim mrežnim kalkulatorima koji će vam pomoći u rješavanju fizičkih problema koji se na neki način bave okomitim dijelom pomaka i zato imate projektil s okomitom brzinom koji biste možda željeli pronaći u određenom trenutku. t, Primjer takve web stranice nalazi se u resursima.