Як розрахувати вертикальну швидкість

Зміст

• Основи руху снаряда
• Рівняння вертикальної швидкості: рух снаряда
• Рух по вертикальному колу
• Калькулятор вертикальної швидкості

Коли снаряди рухаються у світі, як ми його знаємо, вони переміщуються через тривимірний простір, між плямами, які можна описати за допомогою координат у (х, у, z) система. Коли люди вивчають ці рухомі снаряди, будь то об’єкти в спортивних змаганнях, таких як бейсболи або багатомільярдні військові літальні апарати, вони хочуть знати певні окремі деталі про те, що об'єкти проходять через космос, а не всю історію з будь-якого прямого кута одразу .

Фізики вивчають положення частинок, зміну цих позицій у часі (тобто швидкість) та те, як ця зміна в самому положенні змінюється з часом (тобто прискорення). Іноді вертикальна швидкість є предметом особливого інтересу.

Основи руху снаряда

Більшість проблем вступної фізики трактуються як горизонтальні та вертикальні компоненти, представлені символом х і у відповідно. Третій вимір "глибини" зарезервований для курсів підвищення кваліфікації.

Зважаючи на це, рух будь-якого снаряда можна описати з точки зору його положення (х, у або обидва), швидкість (v), і прискорення (а або г, прискорення через гравітацію), все стосовно часу (т), вказані підписниками. Наприклад, v_{y (4)} являє собою вертикальну швидкість (тобто в у-направлення) на час т = 4 секунди після початку руху частинки. Аналогічно, підпис з 0 означає т = 0 і повідомляє вам початкове положення або швидкість снаряда.

Зазвичай вам потрібно посилатися лише на правильне або рівняння або рівняння з-поміж класичних рівнянь Ньютона про рух снаряда:

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

(Вищевказані два вирази призначені лише для горизонтального руху).

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)

Рівняння вертикальної швидкості: рух снаряда

Яку формулу вертикальної швидкості вибрати з наведеного списку при спробі визначити вертикальну швидкість (представлену символом v_y0, яка є швидкістю в часі т = 0, або v_у, вертикальна швидкість у не визначений час т) залежатиме від того, яку інформацію ви надаєте на початку проблеми.

Наприклад, якщо вам дають у₀ і у (загальна зміна вертикального положення між т = 0 та час, що цікавить), ви можете використовувати четверте рівняння у наведеному вище списку v_0y, початкова вертикальна швидкість. Якщо натомість вам приділено минулий час для об'єкта у вільному падінні, ви можете обчислити як далеко він впав, так і його вертикальну швидкість у той час, використовуючи інші рівняння.

Рух по вертикальному колу

Зобразіть, як ви розмахуєте йо-йо або іншим невеликим предметом на струні по колу перед вами, причому коло простежується предметом точно перпендикулярно до підлоги. Ви помічаєте, як об’єкт сповільнюється, коли він досягає самої верхівки гойдалки, але ви тримаєте швидкість об’єкта достатньо високою, щоб підтримувати напругу в струні.

Як ви могли здогадатися, існує рівняння фізики, що описує такий вид вертикального кругового руху. У цьому виді відцентровий (круговий) рух, прискорення, необхідне для того, щоб утримувати струну підтягнутою v²/ r, де v - доцентрова швидкість і r - довжина струни між вашою рукою в об'єкті.

Розв’язування мінімальної вертикальної швидкості у верхній частині рядка (де а має бути рівним або більшим за г) дає v_у = (гр)^1/2, тобто швидкість взагалі не залежить від маси об'єкта і тільки від довжини струни

Калькулятор вертикальної швидкості

Ви можете скористатися різноманітними онлайн-калькуляторами, які допоможуть вам вирішити фізичні проблеми, які певним чином справляються з вертикальною складовою переміщення, а отже, мають снаряд з вертикальною швидкістю, який, можливо, ви хочете знайти в даний момент часу. т. Приклад такого веб-сайту наведено в ресурсах.