UJĘCIE POZIOME: CHARAKTERYSTYKA, WZORY I RÓWNANIA, ĆWICZENIA - FIZYCZNY - 2025

Poziome strzału jest wystrzeliwania pocisku z prędkością poziomą z pewnej wysokości i wyszedł na działanie grawitacji. Niezależnie od oporu powietrza ścieżka opisana przez telefon będzie miała kształt łuku paraboli.

Rzutowanie obiektów w poziomie jest dość powszechne. Pociski są wystrzeliwane w różnych celach: od kamieni, którymi uderzono tamy na początku opowieści, po te, które są wykorzystywane w sportach z piłką i są śledzone przez tłumy.

Rysunek 1. Poziome ujęcie z czerwonymi składowymi prędkości. Zauważ, że pozioma składowa pozostaje stała, podczas gdy pionowa rośnie. Źródło: Wikimedia Commons.

cechy

Główne cechy strzału poziomego to:

-Prędkość początkowa nadana pociskowi jest prostopadła do grawitacji.

-Ruch odbywa się w płaszczyźnie, więc przyjmuje dwie współrzędne: x i y.

Pozycja, prędkość, czas lotu i maksymalny zasięg poziomy

Równania upraszcza się, wybierając następujące pozycje początkowe: x _o = 0 _io = 0 w miejscu startu. Ponadto v _oy = 0, ponieważ telefon komórkowy jest rzutowany poziomo. Przy takim wyborze równania ruchu wyglądają następująco:

Gdy czas nie jest dostępny, przydatne jest równanie dotyczące prędkości i przemieszczeń. Dotyczy to prędkości pionowej, ponieważ pozioma pozostaje stała podczas całego ruchu:

Czas lotu

Aby obliczyć czas lotu t _lotu , załóżmy, że telefon komórkowy jest rzutowany z wysokości H nad ziemią. Ponieważ punkt początkowy układu odniesienia został wybrany w punkcie startu, po dotarciu do ziemi znajduje się on w pozycji –H. Zastępując to w równaniu 2) otrzymujemy:

Maksymalny zasięg

Zasięg poziomy uzyskuje się podstawiając ten czas do x (t):

Rozwiązane ćwiczenia

-Rozwiązane ćwiczenie 1

Helikopter leci poziomo, utrzymując stałą wysokość 580 m, kiedy upuszcza pudełko z żywnością nad obozem dla uchodźców. Pudełko ląduje w poziomej odległości 150 m od punktu startu. Znajdź: a) Czas lotu pudła.

b) prędkość helikoptera.

c) Jak szybko pudełko dotknęło ziemi?

Rozwiązanie

a) Wysokość H, z której zrzuca się pokarm wynosi H = 500 m. Dzięki tym danym podstawiając otrzymujemy:

b) Śmigłowiec przenosi początkową prędkość poziomą v lub _x pakietu, a ponieważ jeden z danych to x _max :

c) Prędkość pocisku w dowolnym momencie wynosi:

Znak minus wskazuje, że telefon porusza się w dół.

-Rozwiązane ćwiczenie 2

Paczka spada z samolotu lecącego poziomo na wysokości H = 500 mi 200 km / h i musi spaść na otwarty pojazd poruszający się po drodze z prędkością 18 km / h. W jakiej pozycji samolot musi upuścić paczkę, aby wpadła do pojazdu? Nie bierz pod uwagę oporu powietrza ani prędkości wiatru.

Rysunek 2. Schemat rozwiązanego ćwiczenia 2. Źródło: opracował F. Zapata.

Rozwiązanie

Zaleca się najpierw przekazać wszystkie jednostki do systemu międzynarodowego:

Istnieją dwa telefony komórkowe: samolot (1) i pojazd (2) i konieczne jest wybranie układu współrzędnych, aby je zlokalizować. Wygodnie jest to zrobić w punkcie początkowym paczki w samolocie. Pakiet jest rzutowany poziomo z prędkością, jaką samolot przenosi: v ₁ , podczas gdy pojazd porusza się z założoną stałą v ₂ .

-Samolot

-Pojazd

Czas trwania lotu zorganizowanego to:

W tym czasie pakiet doznał przemieszczenia poziomego:

W tym czasie pojazd przesunął się również w poziomie:

Jeśli samolot upuści paczkę natychmiast, gdy zobaczy przejeżdżający pod nią pojazd, nie sprawi, że spadnie prosto na nią. Aby tak się stało, musisz cofnąć to dalej:

Bibliografia

1. Bauer, W. 2011. Fizyka dla inżynierii i nauki. Tom 1. Mc Graw Hill. 74-84.
2. Figueroa, D. (2005). Seria: Fizyka dla nauki i inżynierii. Tom 1. Kinematyka. Pod redakcją Douglasa Figueroa (USB). 117-164.
3. Ruch pocisku. Odzyskany z: phys.libretexts.org.
4. Rex, A. 2011. Podstawy fizyki. Osoba. 53-58.
5. Tippens, P. 2011. Fizyka: koncepcje i zastosowania. 7th Edition. McGraw Hill. 126-131.