A vízszintessel szögben bedobott test mozgásának tanulmányozása. A vízszinteshez képest szögben bedobott test mozgása! Fizika: a vízszintessel szöget bezárt test mozgása
Ha egy testet a horizonthoz képest szögben dobnak, akkor repülés közben a gravitációs erő és a légellenállás ereje hat rá. Ha az ellenállási erőt figyelmen kívül hagyjuk, akkor az egyetlen erő marad a gravitáció. Ezért Newton 2. törvényének köszönhetően a test a gravitáció gyorsulásával egyenlő gyorsulással mozog; gyorsulás vetületei a koordináta tengelyekre ax = 0, ay = - g.
1. ábra A vízszintessel szögben bedobott test kinematikai jellemzői
Egy anyagi pont bármely összetett mozgása a koordinátatengelyek mentén független mozgások szuperpozíciójaként ábrázolható, és a különböző tengelyek irányában a mozgás típusa eltérő lehet. Esetünkben egy repülő test mozgása két független mozgás szuperpozíciójaként ábrázolható: a vízszintes tengely mentén egyenletes mozgás (X-tengely) és egyenletesen gyorsított mozgás a függőleges tengely mentén (Y-tengely) (1. ábra). .
A test sebesség-előrejelzései ezért az idő múlásával a következőképpen változnak:
ahol $v_0$ a kezdeti sebesség, $(\mathbf \alpha )$ a dobási szög.
Az origó választásunkkal a kezdeti koordináták (1. ábra) $x_0=y_0=0$. Akkor kapjuk:
(1)
Elemezzük az (1) képleteket. Határozzuk meg a kidobott test mozgási idejét. Ehhez állítsuk az y koordinátát nullára, mert a leszállás pillanatában a test magassága nulla. Innen kapjuk a repülési időt:
A második időérték, amelynél a magasság nulla, nulla, ami megfelel a dobás pillanatának, azaz. ennek az értéknek fizikai jelentése is van.
A repülési távolságot az (1) első képletből kapjuk. A repülési távolság az x koordináta értéke a repülés végén, azaz. $t_0$ időpontban. Ha az (1) első képletbe behelyettesítjük a (2) értéket, a következőt kapjuk:
Ebből a képletből látható, hogy a legnagyobb repülési távolságot 45 fokos dobási szög mellett érjük el.
A dobott test maximális emelési magasságát a második képletből (1) kaphatjuk meg. Ehhez a képletbe a repülési idő felével egyenlő időértéket kell behelyettesíteni (2), mert A repülési magasság a pálya felezőpontján van a legnagyobb. Számításokat végezve azt kapjuk
Az (1) egyenletekből megkaphatjuk a test röppályájának egyenletét, azaz. egy egyenlet, amely a test x és y koordinátáit rögzíti mozgás közben. Ehhez ki kell fejeznie az időt az első egyenletből (1):
és behelyettesítjük a második egyenletbe. Akkor kapjuk:
Ez az egyenlet a mozgási pálya egyenlete. Látható, hogy ez egy parabola egyenlete lefelé ágakkal, amint azt a másodfokú tag előtti „-” jel jelzi. Figyelembe kell venni, hogy a $\alpha $ dobási szög és függvényei itt egyszerűen állandók, azaz. állandó számok.
Egy testet v0 sebességgel $(\mathbf \alpha )$ szögben dobnak a horizonthoz. Repülési idő $t = 2 s$. Hmax mekkora magasságra emelkedik a test?
$$t_B = 2 s$$ $$H_max - ?$$
A test mozgásának törvénye a következőképpen alakul:
$$\left\( \begin(array)(c) x=v_(0x)t \\ y=v_(0y)t-\frac(gt^2)(2) \end(array) \right.$ $
A kezdeti sebességvektor $(\mathbf \alpha )$ szöget zár be az OX tengellyel. Ennélfogva,
\ \ \
Egy követ dobnak a hegy tetejéről = 30$()^\circ$ szögben a horizonthoz $v_0 = 6 m/s$ kezdeti sebességgel. Ferde síkszög = 30$()^\circ$. Milyen messze fog leszállni a kő a dobási ponttól?
$$ \alpha =30()^\circ$$ $$v_0=6\ m/s$$ $$S - ?$$
Helyezzük a koordináták origóját a dobási pontba, OX - a ferde sík mentén lefelé, OY - merőlegesen a ferde síkra felfelé. A mozgás kinematikai jellemzői:
A mozgás törvénye:
$$\left\( \begin(array)(c) x=v_0t(cos 2\alpha +g\frac(t^2)(2)(sin \alpha \ )\ ) \\ y=v_0t(sin 2 \alpha \ )-\frac(gt^2)(2)(cos \alpha \ ) \end(array) \right.$$ \
A kapott $t_В$ értéket behelyettesítve $S$-t kapunk:
3 másodperc volt hátra az 1972-es müncheni olimpia kosárlabdatornája zárómérkőzéséig. Az amerikaiak – az amerikai csapat – már győzelmüket ünnepelték! Csapatunk - a Szovjetunió válogatottja - mintegy 10 ponttal nyert a nagy álomcsapat ellen...
Pár perccel a meccs vége előtt. De miután minden előnyét elveszítette, már egy pontot veszített 49:50 arányban. Aztán megtörtént a hihetetlen! Ivan Edeshko a végvonal mögül dobja a labdát az egész pályán az amerikai gyűrű alatt, ahol Alekszandr Belov centerünk fogadja a labdát két ellenféltől megkörnyékezve, és kosárba teszi. 51:50 – Olimpiai bajnokok vagyunk!!!
Gyerekként a legerősebb érzelmeket éltem át – először csalódást és haragot, majd őrült örömöt! Ennek az epizódnak az érzelmi emléke életem végéig bevésődött a tudatomba! Nézze meg a videót az interneten „Alexander Belov aranydobása” kérésre, nem fogja megbánni.
Az amerikaiak ezután nem ismerték el a vereséget, és nem voltak hajlandók ezüstérmet kapni. Meg lehet csinálni három másodperc alatt, amit a játékosaink? Emlékezzünk a fizikára!
Ebben a cikkben megvizsgáljuk a horizonthoz képest szögben elvetett test mozgását, készítünk Excelben egy programot a probléma megoldására a bemeneti adatok különféle kombinációival, és megpróbálunk válaszolni a fent feltett kérdésre.
Ez egy meglehetősen jól ismert probléma a fizikában. Esetünkben a vízszinteshez képest szögben bedobott test egy kosárlabda. Kiszámoljuk egy Ivan Edeshko által az egész pályán átdobott és Alekszandr Belov kezébe kerülő labda kezdeti sebességét, idejét és röppályáját.
A kosárlabda repülés matematikája és fizikája.
Az alábbiakban bemutatott képletek és számításokexcel univerzálisak a horizonthoz képest szögben elvetett testekkel kapcsolatos problémák széles köréhez, amelyek parabola pályán repülnek, anélkül, hogy figyelembe vennék a légsúrlódás hatását.
A számítási diagram az alábbi ábrán látható. Indítsa el az MS Excelt vagy az OOo Calc programot.
Kiinduló adatok:
1. Mivel a Föld bolygón vagyunk, és egy ballisztikai problémát fontolgatunk - a testek mozgását a Föld gravitációs mezőjében, ezért először is felírjuk a gravitációs tér fő jellemzőjét - a szabadesés gyorsulását. g m/s 2-ben
D3 cellába: 9,81
2. A kosárlabdapálya méretei: 28 méter hosszú és 15 méter széles. A labda vízszintes távolsága szinte a teljes pályától a gyűrűig az ellenkező alapvonaltól xírd méterben
D4 cellába: 27,000
3. Ha feltételezzük, hogy Edeshko körülbelül két méteres magasságból dobta be, és Belov éppen valahol a karika magasságában fogta el a labdát, akkor 3,05 méteres kosárlabdakarikával a kiindulási és érkezési pontok közötti függőleges távolság. a labda 1 méteres lesz. Írjuk fel a függőleges elmozdulást y méterben
a D5 cellához: 1,000
4. A videófelvételen mért méréseim szerint a labda kilövési szöge α 0 Edeshko kezétől nem haladta meg a 20°-ot. Írjuk be ezt az értéket
a D6 cellához: 20,000
Számítási eredmények:
Alapvető egyenletek, amelyek leírják a horizonttal szögben bedobott test mozgását a légellenállás figyelembevétele nélkül:
x =v 0*kötözősaláta α 0 *t
y =v 0*bűn α 0 *t -g *t 2 /2
5. Kifejezzük az időt t az első egyenletből helyettesítse be a másodikba, és számítsa ki a labda kezdeti sebességét v 0 m/s-ban
a D8 cellában: =(D3*D4^2/2/COS (RADIANS(D6))^2/(D4*TAN (RADIANS(D6)) -D5))^0,5 =21,418
v 0 =(g *x 2 /(2*(cosα 0 ) 2 *(x *tgα 0 -y )) 0,5
6. Labdarepülési idő Edeshko kezéből Belov kezébe t Számoljunk másodpercekben, most tudva v 0 , az első egyenletből
a D9 cellában: =D4/D8/COS (RADIÁNOK(D6)) =1,342
t = x /(v 0 * kötözősalátaα 0 )
7. Határozzuk meg a labda repülési sebességének irányszögét α én a számunkra érdekes pályaponton. Ehhez írjuk fel a kezdeti egyenletpárt a következő formában:
y =x *tgα 0 -g *x 2 /(2*v 0 2*(kötözősalátaα 0 ) 2)
Ez a parabola egyenlete - egy repülési útvonal.
Meg kell találnunk a számunkra érdekes pontban a parabola érintőjének dőlésszögét - ez lesz a szög α én. Ehhez vegye a deriváltot, amely az érintőszög érintője:
y' =tgα 0 -g *x /(v 0 2*(kötözősalátaα 0 ) 2)
Számítsuk ki a labda Belov kezébe érkezési szögét α én fokokban
a D10 cellában: =ATAN (TAN (RADIANS(D6)) -D3*D4/D8^2/COS (RADIANS(D6))^2)/PI()*180 =-16,167
α én = arctgy ’ = arctg(tgα 0 — g * x /(v 0 2 *(kötözősalátaα 0 ) 2))
A számítás Excelben lényegében kész.
Egyéb fizetési lehetőségek:
Az írott program segítségével gyorsan és egyszerűen végezhet számításokat a kezdeti adatok más kombinációival.
Legyen adott vízszintes x = 27 méter , függőleges y = 1 méteres repülési távolság és kezdeti sebesség v 0 = 25 m/s.
Meg kell találnunk a repülési időt tés indulási szögek α 0 és érkezés α én
Használjuk az MS Excel „Parameter Selection” szolgáltatását. Több blogcikkben többször is részletesen elmagyaráztam, hogyan kell használni. A szolgáltatás használatáról bővebben olvashat.
A D8 cellában lévő értéket 25 000-re állítjuk úgy, hogy a D6 cellában lévő értéket megváltoztatjuk annak kiválasztásával. Az eredmény az alábbi képen látható.
A számítás ezen változatában az Excelben (ahogy az előzőben is) a forrásadatok kék kerettel, az eredmények pedig piros téglalap alakú keretekkel vannak kiemelve!
Beállítás a táblázatbanExcel valamilyen érdekes érték az egyik halványsárga kitöltésű cellában, ha az egyik világos türkiz kitöltésű cellában egy megváltozott értéket választ ki, általában tíz különböző lehetőséget kaphat a rádobott test mozgásának problémájának megoldására. szög a horizonthoz tíz különböző halmaz eredeti adatához!!!
Válasz a kérdésre:
Válaszoljunk a cikk elején feltett kérdésre. Ivan Edeshko által küldött labda számításaink szerint 1,342 másodperc alatt repült Belovhoz. Alekszandr Belov elkapta a labdát, landolt, ugrott és dobott. Rengeteg ideje volt minderre - 1,658 másodperc! Ez valóban elegendő szabadidő! A videófelvételek részletes áttekintése megerősíti a fentieket. Játékosainknak három másodpercük volt arra, hogy a végvonalukról az ellenfél palánkjára szállítsák a labdát és bedobják a karikába, így nevüket arannyal írták be a kosárlabda történetébe!
Könyörgöm tiszteletteljes szerző munkája fájl letöltése előfizetés után cikkhirdetésekre!
Szabadesés az egyenletesen gyorsított mozgás speciális esetét képviseli kezdeti sebesség nélkül. Ennek a mozgásnak a gyorsulása megegyezik a gravitáció gyorsulásával, amelyet gravitációs gyorsulásnak is neveznek. Erre a mozgásra a következő képletek érvényesek:
u t
g
h- a magasság, ahonnan a test leesik
t- az idő, amely alatt az esés folytatódott
Jegyzet:
- A légellenállást ezekben a képletekben nem veszik figyelembe.
- A gravitációs gyorsulás adott értékű (9,81 (m/s?)) a földfelszín közelében. A g értéke a Föld felszínétől más távolságban is változik!
Függőlegesen felfelé dobott test mozgása
A függőlegesen felfelé dobott test egyenletesen lassan, kezdeti sebességgel mozog u0és a gyorsulás a = -g. A test időbeli mozgása t az emelési magasságot jelenti h.E mozgásra a következő képletek érvényesek:
U0- a test mozgásának kezdeti sebessége
U- az a sebesség, amellyel a test idővel leesik t
g- szabadesési gyorsulás, 9,81 (m/s?)
h- az a magasság, amelyre a test idővel fel fog emelkedni t
t- idő
A test sebessége egy bizonyos magasságban:
Maximális emelési magasság:
A maximális magasságra való felemelkedés ideje:
Egymáshoz képest szögben irányított mozgások összeadása.
A test egyszerre több transzlációs mozgásban is részt vehet. Mivel a gyorsulás, a sebesség és az elmozdulás vektormennyiségek, a vektoros (geometriai) összeadás törvényei szerint összeadhatók. Azok. paralelogramma szabály szerint.
Bármely mozgási karakterisztika eredő értéke kiszámítható.
Ha:
Fel- a kapott pillanatnyi sebesség,
U1- az első mozgás pillanatnyi sebessége,
U2- a második mozgás pillanatnyi sebessége,
?
- a sebességvektorok által alkotott szög u1És u2,
Ekkor a koszinusz tételt használva a következőt kapjuk:
Ha az 1. és 2. mozgás derékszögben történik egymásra, akkor a képlet leegyszerűsíti, mert
Vízszintesen eldobott test mozgása.
A vízszintesen dobott test mozgása két egymásra merőleges mozgás kombinációja:
- vízszintes (egyenletes) mozgás,
- függőleges (szabadesés)
Vízszintesen elhajított test röppályájának egyenlete
Ha egy vízszintesen dobott test pályáját megszerkesztjük a koordinátarendszerben xy, a dobási pontot figyelembe véve a koordináták origójának, és az ordináta tengelyének irányát egybeesik a szabadesés gyorsulási vektor irányával, akkor a pálya egyes pontjainak koordinátái a test vízszintes irányú mozgását jelentik (állandó sebességű mozgás U0) és függőleges irányban (egyenletesen gyorsított mozgás gyorsulással g)
x, y- test koordinátái,
u0
g
t- utazási idő(k)
Vízszintesen elhajított test röppályájának egyenlete alábbiak szerint:
gés a test kezdeti sebessége u0állandó mennyiségek, akkor a koordináta y négyzetével arányos x, azaz a mozgás pályája egy parabola, amelynek csúcsa a mozgás kezdőpontjában van.
Vízszintesen dobott test vektorpozíciója, képlet
A vízszintesen dobott test pályájának minden pontjának helyzete a helyzetvektorral adható meg r, amely a kapott elmozdulást jelenti:
vagy Pozícióvektor:
x-koordináta:
Y-koordináta:
Megjegyzés: A képletek nem veszik figyelembe a légellenállást.
A vízszintessel szöget zárt test mozgásegyenlete.
A pályapont koordinátáit a következő egyenletek írják le:
x, y- a test koordinátái
U0- kezdeti testsebesség (m/s)
?
- az a szög, amelynél a test a horizonthoz viszonyul (°)
g- szabadesési gyorsulás 9,81 (m/s2)
t- utazási idő(k)
A képletekből a t paraméteren keresztül levezetjük az általánost a vízszintessel szöget zárt test mozgásegyenlete
A gravitáció gyorsulása óta g, ? - a test horizonthoz viszonyított szöge és a test kezdeti sebessége u0állandó mennyiségek, akkor a koordináta y négyzetével arányos x, azaz a mozgás pályája egy parabola, a kiindulási pont az egyik ágán van, a parabola csúcsa pedig a test maximális magassági pontja.
A horizonttal szögben eldobott test maximális magasságáig való felemelkedésének ideje.
A maximális magasságra való felemelkedés idejét abból a feltételből határozzuk meg, hogy a pillanatnyi sebesség függőleges összetevője nulla
ebből az egyenletből a következőket kapjuk:
U0- a test kezdeti sebessége (m/s),
?
g- szabadesési gyorsulás 9,81 (m/s2),
thmax- a maximális magasságra való felemelkedés ideje (s)
A vízszintessel szögben elhajított test dobási távolsága.
Dobási tartomány vagy rombolási sugár a teljes mozgási idő képletei és a testkoordináták képlete határozzák meg
helyettesítő tsmax a kifejezésbe és leegyszerűsítve a következőket kapjuk:
U0- a test kezdeti sebessége (m/s),
?
- az a szög, amelyben a test a horizonthoz képest el van vetve (°),
g- szabadesési gyorsulás 9,81 (m/s2),
tsmax- teljes utazási idő (s)
A vízszinteshez képest szögben bedobott test mozgása
Tekintsük a V 0 sebességgel dobott test mozgását, amelynek vektora a horizonttal α szöget zár be, az XOY síkban, a testet a dobás pillanatában a koordináták origójába helyezve, amint az ábra mutatja. az 1. ábrán.
Ellenállási erők hiányában a horizonthoz képest szögben bedobott test mozgása a gravitáció hatására a görbe vonalú mozgás speciális esetének tekinthető. Newton 2. törvényének alkalmazása
∑ F i |
||||||||||
kapunk |
||||||||||
mg = ma, |
||||||||||
a = g |
||||||||||
Az a gyorsulásvektor vetületei az OX és az OU tengelyekre egyenlőek: |
||||||||||
= −g |
||||||||||
ahol g = const van |
a gravitáció gyorsulása, |
ami mindig |
||||||||
függőlegesen lefelé irányítva |
számérték g = 9,8 m/s2; |
= −g |
mert op-amp tengely bekapcsolva |
|||||||
Az 1. ábra felfelé néz, abban az esetben, ha az OY tengely lefelé irányul, akkor a vektor vetülete
2 a műveleti erősítő tengelyén pozitív lesz(a problémák feltételeit elolvasva, saját maga válassza ki a tengelyek irányát, ha ez a feltételek között nincs feltüntetve).
Az a gyorsulásvektor vetületeinek értékei az OX és az OU tengelyeken okot adnak arra, hogy
a következő kimenet:
∙ a vízszintessel szögben bedobott test egyidejűleg két mozgásban vesz részt - vízszintesen egyenletesen és mentén egyenletesen változó
függőlegesek. |
||||||
A test sebessége ebben az esetben |
||||||
V = Vx + Vy |
||||||
A test sebessége az idő kezdeti pillanatában (a test dobásának pillanatában) |
||||||
V 0 = V 0 x |
V 0 y . |
|||||
A kezdeti sebességvektor vetületei az OX és az OU tengelyekre egyenlők |
||||||
Vcosα |
||||||
V 0 év |
V 0 sin α |
Egyenletesen változó mozgás esetén a sebesség és az elmozdulás időfüggőségét a következő egyenletek adják meg:
V 0 + at |
||||||||||||
S 0 + V 0 t + |
||||||||||||
és S 0 a test sebessége és elmozdulása a kezdeti időpillanatban, |
||||||||||||
és S t a test sebessége és elmozdulása t időpontban. |
||||||||||||
A (8) vektoregyenlet vetületei az OX és az OU tengelyekre egyenlők |
||||||||||||
V 0 x |
Axt, |
|||||||||||
V ty = V 0 y + a y t |
Const |
||||||||||||||||
V 0 y - gt |
||||||||||||||||
A (9) vektoregyenlet vetületei az OX és OU tengelyekre egyenlők |
||||||||||||||||
S ox + V ox t + |
||||||||||||||||
a y t 2 |
||||||||||||||||
S 0 év |
Voy t + |
|||||||||||||||
a (4) egyenlőségeket figyelembe véve megkapjuk |
||||||||||||||||
S 0 év |
Voy t - |
gt 2 |
||||||||||||||
ahol Sox és Soy van |
test koordinátái |
az idő kezdeti pillanatában, |
és Stx és Sty - |
a test koordinátái a t időpontban.
A t mozgása során (a dobás pillanatától a ráesés pillanatáig
szint) a test felemelkedik egy maximális hmax magasságra, leereszkedik róla és L távolságra (repülési távolság) elrepül a dobási ponttól - lásd az 1. ábrát.
1) Testmozgási idő t megtalálható a Sy in testkoordináták értékeinek figyelembevételével
Szója = 0, Sty = 0, |
Voy és (14) értékét behelyettesítve a (13) rendszer második egyenletébe, megkapjuk
2) Repülési tartomány L megtalálható, figyelembe véve a test koordinátáit Sх in
kezdeti időpillanat és t időpont (lásd 1. ábra)
Soх = 0, Stх = L, |
Vox és (17) értékét behelyettesítve a (13) rendszer első egyenletébe, megkapjuk
L = V 0 cosα × t, |
|||||||||||
ahonnan (16) figyelembe véve azt kapjuk |
|||||||||||
L = Vcosα × |
2V sin α |
||||||||||
3) Maximális emelési magasság h max érték alapján megtalálható
V testsebesség a test maximális emelési pontjában
V 0 x |
Mert ezen a ponton V y |
|||||||||||||||
A (11) és (13) rendszerek második egyenletét használva, |
a Voу értéke, valamint az a tény |
|||||||||||||||
hogy a test maximális emelésének pontján Sy = hmax azt kapjuk |
||||||||||||||||
0 = V 0 sin α - g × t alatt |
||||||||||||||||
gt sub2 |
||||||||||||||||
V 0 sin α × t - |
||||||||||||||||
hmax |
||||||||||||||||
ahol tpod - emelkedési idő - a mozgás ideje a test maximális emelésének magasságáig. |
||||||||||||||||
Ezt a rendszert megoldva megkapjuk |
||||||||||||||||
t = alatt |
V 0 sin α |
|||||||||||||||
sin 2 α |
||||||||||||||||
A (16) és (22) értékek összehasonlítása alapot ad a következtetésre
· mozgás ideje a maximális testemelés magasságáig (t alatt ) egyenlő a test leereszkedésének idejével (tп) erről a magasságról, és egyenlő a test teljes mozgásának idejének felével, a dobás pillanatától az azonos szintre zuhanás pillanatáig
t alatt |
T sp |
|||||
A V 0 sebességgel dobott test mozgásának tanulmányozása, amelynek vektora a vízszinteshez képest α szöget zár be, az XOY síkban nagyon jól látható számítógépes modellen.
"Testek szabadesése" az "Open Physics" számítógépes modellek gyűjteményében
PHYSIKON cég. Ebben a modellben különböző kezdeti feltételeket állíthat be.
Például az általunk vizsgált esetet meg kell adni (a „Clear” parancs) a kezdeti h = 0 feltétellel, és kiválasztani a V0 és α értékeket. A "Start" parancs bemutatja a test mozgását, és képet ad a mozgás pályájáról és a test sebességvektorainak irányáról meghatározott időpillanatokban.
2. ábra. A "Testek szabad esése" című számítógépmodell párbeszédablakja a részben
"Mechanika"; egy test elmozdul az origótól és ugyanarra a szintre esik.
Ha a probléma feltétele eltér az általunk vizsgált esettől, akkor szükséges
a probléma megoldásához a tengelyek irányát választva helyezze el a testet a kezdeti pillanatban
idő, ábrázolja a test pályáját az esésig, így
a test koordinátáinak meghatározásával az idő kezdeti és végső pillanatában. Akkor
használja a (3), (5), (8) és (9) egyenleteket a megoldás alapjául, és a fent tárgyalt
algoritmus a probléma megoldására.
Nézzünk speciális eseteket.
6 1. A testet nagy sebességgel dobták ki V 0 , amelynek vektora szögben van irányítvaα to
horizonton, h magasságból és a dobás pontjától L távolságra esett. y kezdőbetűre
Szója = h, |
és a fennmaradó koordináták értékei ugyanúgy lesznek kiválasztva, mint mi.
3. ábra. A "Testek szabad esése" című számítógépmodell párbeszédablakja a részben
"Mechanika"; a test h = 50m pontból elmozdul és nulla szintre esik.
2. Egy testet V 0 sebességgel vízszintesen dobtak h magasságból, és a dobás pontjától L távolságra esett. Az általunk vizsgált esethez képest az a különbség, hogy a test értékei S-t koordinálnak y a kezdeti pillanatban szintén a (25) egyenlet határozza meg,
és a fennmaradó koordináták értékei ugyanúgy lesznek kiválasztva, mint mi. De ebben az esetben a test kezdeti sebessége az OU tengelyre vetítve nullával egyenlő (mivel α = 0), azaz.
a kezdeti sebességvektor vetületei az OX és OU tengelyekre egyenlők
V 0 év |
4. ábra. A "Testek szabad esése" című számítógépmodell párbeszédablakja a részben
"Mechanika"; egy vízszintesen eldobott test h = 50m pontból elmozdul és nulla szintre esik.
Az alábbiakban a problémák feltételeit és a szkennelt megoldásokat ismertetjük. Ha meg kell oldania egy problémát ebben a témában, itt találhat egy hasonló feltételt, és analógia útján oldja meg a sajátját. Az oldal betöltése eltarthat egy ideig a képek nagy száma miatt. Ha problémamegoldásra vagy online segítségre van szüksége fizikában, keressen minket, szívesen segítünk.
E problémák megoldásának elve az, hogy egy szabadon eső test sebességét két komponensre - vízszintesre és függőlegesre - bontják. A sebesség vízszintes összetevője állandó, a függőleges mozgás a szabadesés g=9,8 m/s 2 gyorsulásával történik. Alkalmazható a mechanikai energia megmaradásának törvénye is, amely szerint a test potenciális és mozgási energiájának összege ebben az esetben állandó.
Egy anyagi pontot 15 m/s kezdeti sebességgel a horizonthoz képest szögben dobnak. A kezdeti kinetikus energia 3-szor nagyobb, mint a pálya felső pontjában lévő pont kinetikus energiája. Milyen magasra emelkedett a pont?
Egy testet a vízszinteshez képest 40 fokos szögben dobnak 10 m/s kezdeti sebességgel. Határozza meg a távolságot, amelyet a test repül a zuhanás előtt, az emelkedés magasságát a pálya felső pontjában és a repülési időt.
Egy testet vetünk le a H magasságú toronyból, a vízszinteshez képest α szögben, v kezdősebességgel. Keresse meg a távolságot a torony és a hely között, ahol a test leesett.
Egy 0,5 kg tömegű testet a Föld felszínéről a vízszinteshez képest 30 fokos szögben, 10 m/s kezdeti sebességgel dobnak ki. Határozza meg a test potenciális és kinetikus energiáit 0,4 s után!
Egy anyagi pontot a Föld felszínéről a horizonthoz képest szögben felfelé dobnak 10 m/s kezdeti sebességgel. Határozzuk meg egy 3 m magasságban lévő pont sebességét!
Egy testet 60 fokos szögben felfelé dobnak a Föld felszínéről 10 m/s kezdeti sebességgel. Határozza meg az ütközési pont távolságát, a test sebességét az ütközési pontban és a repülési időt.
Egy testet a vízszinteshez képest szögben felfelé dobnak 20 m/s kezdeti sebességgel. Az esési pont távolsága a maximális emelési magasság 4-szerese. Keresse meg azt a szöget, amelybe a testet bedobják.
Egy testet 5 m magasságból a vízszinteshez képest 30 fokos szögben dobnak ki 22 m/s kezdeti sebességgel. Határozza meg a test repülési hatótávolságát és a test repülési idejét!
Egy testet 30 m/s kezdeti sebességgel dobnak ki a Föld felszínéről a horizonthoz képest szögben. Határozza meg a test tangenciális és normál gyorsulását a dobás utáni 1 másodperccel!
A Zesli felszínéről a vízszinteshez képest 30 fokos szögben egy testet dobnak ki 14,7 m/s kezdeti sebességgel. Határozza meg a test tangenciális és normál gyorsulását 1,25 másodperccel a dobás után!
Egy testet a vízszinteshez képest 60 fokos szögben dobnak 20 m/s kezdeti sebességgel. Mennyi idő múlva lesz a sebesség és a horizont szöge 45 fok?
Dobott labda az edzőteremben a horizonthoz képest szögben,20 m/s kezdeti sebességgel a pálya felső pontján 8 m magasságban a mennyezetet érintette és a dobás helyétől bizonyos távolságra leesett. Határozza meg ezt a távolságot és azt a szöget, amelyen a test el van vetve.
A Föld felszínéről a horizonthoz képest szögben kidobott test 2,2 s után leesett. Keresse meg a test maximális emelési magasságát.
Egy követ a vízszinteshez képest 30 fokos szögben dobnak. A kő kétszer is elért egy bizonyos magasságot – 1 és 3 másodperccel az eldobás után. Határozza meg ezt a magasságot és a kő kezdeti sebességét.
Egy követ a vízszinteshez képest 30 fokos szögben dobnak 10 m/s kezdeti sebességgel. Határozza meg a dobási pont és a kő távolságát 4 s után.
A lövedéket abban a pillanatban sütötték ki, amikor a gép a látóhatárhoz képest szögben 500 m/s kezdeti sebességgel átrepül a fegyver fölött. A lövedék 10 másodperccel a kilövés után 3,5 km-es magasságban érte a gépet. Mekkora a repülőgép sebessége?
A Föld felszínéről a vízszinteshez képest 60 fokos szögben egy 5 kg súlyú ágyúgolyót dobnak ki. A tömeg felgyorsítására fordított energia 500 J. Határozza meg a repülési távolságot és a repülési időt.
Egy testet 100 m magasságból a vízszinteshez képest 30 fokos szögben 5 m/s kezdeti sebességgel dobnak le. Keresse meg a test repülési tartományát.
Egy 200 g tömegű, a Föld felszínéről a horizonthoz képest szögben kidobott test 1,2 másodperc múlva 5 m távolságra esett. Keress egy testdobó munkát.