The vertikální záběr Jedná se o pohyb, který probíhá působením silového pole, obvykle gravitačního, a může být stoupající nebo klesající. To je také známé pod jménem vertikální spuštění.
Nejbezprostřednějším příkladem je házení (nebo dáváte-li dolů) míč rukou, samozřejmě, ujistěte se, že to děláte ve svislém směru. Bez ohledu na odpor vzduchu se pohyb, který míč sleduje, dokonale hodí k modelu MRUV (Uniformly Varied Rectilinear Motion)..
Vertikální výstřel je pohyb široce studovaný v úvodních kurzech fyziky, protože je ukázkou pohyb v jedné dimenzi, velmi jednoduchý a užitečný model.
Tento model lze použít nejen ke studiu kinematiky objektů působením gravitace, ale také, jak bude vidět později, popisuje pohyb částic uprostřed jednotného elektrického pole..
Rejstřík článků
První věcí, kterou je třeba, je souřadný systém, který označuje počátek a označuje jej písmenem, což je v případě svislých pohybů písmeno „Y".
Poté je vybrán kladný směr +Y, což je obvykle nahoru a smysl -Y který se obvykle sundává (viz obrázek 2). To vše, pokud řešitel problému nerozhodne jinak, protože další možností je vzít směr pohybu jako pozitivní, ať už je jakýkoli..
V každém případě se doporučuje, aby se počátek shodoval s bodem spuštění. Ynebo, protože tímto způsobem jsou rovnice zjednodušené, i když můžete zaujmout libovolnou pozici, kterou chcete začít studovat pohyb.
Jakmile jsme vytvořili souřadný systém a počátek, jdeme k rovnicím. Veličiny, které popisují pohyb, jsou:
-Počáteční rychlost protinebo
-Akcelerace na
-Rychlost proti
-Počáteční pozice Xnebo
-Pozice X
-Přemístění DX
-Počasí t
Vše kromě času jsou vektory, ale protože se jedná o jednorozměrný pohyb s určitým směrem, je důležité použít znaménka + nebo - k označení, kam se bude daná velikost pohybovat. V případě vertikálního ponoru gravitace vždy klesá dolů a pokud není uvedeno jinak, je jí přiřazeno znaménko -.
Následují rovnice přizpůsobené pro svislý ponor a nahrazují se slovy „X" pro "Y„Y“na" pro "G“. Navíc bude najednou zahrnuto znaménko (-) odpovídající gravitaci směřující dolů:
1) Pozice: y = ynebo + protinebo.t - ½ g.t.dva
2) Rychlost: v = vnebo - g.t.
3) Rychlost jako funkce posunutí ΔY: protidva = vnebodva - 2 g. ΔY
Níže jsou uvedeny příklady aplikací pro vertikální fotografování. Při jeho řešení je třeba vzít v úvahu následující:
-"G„Má konstantní hodnotu, která je v průměru 9,8 m / sdva nebo asi 10 m / sdva pokud je to upřednostňováno pro usnadnění výpočtů, když není vyžadována příliš velká přesnost.
-Když protinebo dobře 0, tyto rovnice se redukují na rovnice volný pád.
-Pokud je start vzhůru, musí mít objekt počáteční rychlost, která mu umožňuje pohyb. Jakmile je objekt v pohybu, dosáhne maximální výšky, která bude záviset na tom, jak velká je počáteční rychlost. Samozřejmě čím vyšší nadmořská výška, tím více času stráví mobil ve vzduchu.
-Objekt se vrací do výchozího bodu se stejnou rychlostí, s jakou byl vržen, ale rychlost je směrována dolů.
-Při vertikálním spuštění směrem dolů platí, že čím vyšší je počáteční rychlost, tím dříve objekt dopadne na zem. Zde se nastavuje ujetá vzdálenost podle výšky vybrané pro start.
-Při svislém hodu nahoru se čas, který mobilnímu zařízení dosáhne maximální výšky, vypočítá provedením v = 0 v rovnici 2) předchozí části. To je maximální čas tmax:
0 = vnebo - G. tmax ⇒ tmax = vnebo / g
-The maximální výška Ymax je odstraněno z rovnice 3) předchozí části stejným způsobem v = 0:
0 = vnebodva - 2 g. Δy ⇒ 0 = vnebodva - 2 g. (Ymax - Ynebo) ⇒ amax = anebo + protinebodva / 2 g
Ano Ynebo = 0, Snižuje se na:
Ymax = vnebodva / 2 g
Míč je vrhán svisle nahoru pomocí vnebo = 14 m / s, z vrcholu 18 m vysoké budovy. Míč může pokračovat v cestě dolů na chodník. Vypočítat:
a) Maximální výška dosažená míčem vzhledem k zemi.
b) čas, kdy byl ve vzduchu (doba letu).
Obrázek ukazuje pohyby zvedání a spouštění míče samostatně kvůli jasnosti, ale oba se vyskytují ve stejné linii. Počáteční poloha je zaujata na y = 0, takže konečná poloha je y = - 18 m.
a) Maximální výška měřená od střechy budovy je Ymax = vnebodva / 2 g a z tvrzení můžeme vyčíst, že počáteční rychlost je +14 m / s, pak:
Ymax = (14 m / s)dva / 2 x 9,8 m / sdva = 10 m (Co se týče střechy)
Hmax = 10 m + 18 m = 28 m (Ohledně chodníku).
b) Najít celkový čas nebo doba letu míč vydrží ve vzduchu, použije se rovnice y = ynebo + protinebo.t - ½ g.t.dva, s následujícími hodnotami a znaky:
y = - 18 m
Ynebo = 0 m
protinebo = +14 m / s
Střídání:
- 18 = 14.t - ½ 9.8 .tdva
- 4,9 tdva+14. t + 18 = 0
4,9 tdva-14. t - 18 = 0
Jedná se o rovnici druhého stupně, kterou lze snadno vyřešit pomocí vědecké kalkulačky nebo pomocí řešiče. Řešení jsou: 3,82 a -0,96. Negativní řešení je zahozeno, protože je to doba, postrádá fyzický smysl.
Doba letu míče je 3,82 sekundy.
Kladně nabitá částice s q = +1,2 milicoulombs (mC) a hmotnost m = 2,3 x 10 -10 Kg se promítá svisle nahoru, počínaje pozicí znázorněnou na obrázku a počáteční rychlostí protinebo = 30 km / s.
Mezi nabitými deskami je elektrické pole A rovnoměrné, směrované svisle dolů a s velikostí 780 N / C. Pokud je vzdálenost mezi deskami 18 cm, dojde ke kolizi částic s horní deskou? Zanedbejte gravitační přitažlivost částice, protože je extrémně lehká.
V tomto problému elektrické pole A je ten, který produkuje sílu F a následné zrychlení. Při kladném nabití je částice vždy přitahována ke spodní desce, ale když je promítnuta svisle nahoru, dosáhne maximální výšky a poté se vrátí na spodní desku, stejně jako koule v předchozích příkladech..
Podle definice elektrického pole:
E = F / q = m.a / q ⇒ a = q.E / m
Tuto ekvivalenci musíte použít před nahrazením hodnot:
1 mC = 1 x 10-3 C
Zrychlení je tedy:
a = 1,2 x 10-3 x 780 / 2,3 x 10 -10slečnadva = 4,07 x 109 slečnadva
Pro maximální výšku se použije vzorec z předchozí části, ale místo „G„Tato hodnota zrychlení se používá:
Ymax = vnebodva / 2a = (30 000 m / s)dva/ 2 x 4,07 x 109 slečnadva = 0,11 m = 11 cm
Nesrazí se s horní deskou, protože je 18 cm od počátečního bodu a částice dosahuje pouze 11 cm.
Zatím žádné komentáře