Ένα αυτοκίνητο οδηγεί οριζόντια από ένα 70 -υψηλό βράχο με ταχύτητα 25 αγνοεί την αντίσταση στον αέρα;

Ας σπάσουμε αυτό το πρόβλημα φυσικής. Περιγράφετε ένα κλασικό σενάριο κίνησης σε βλήμα. Δείτε πώς μπορούμε να το αναλύσουμε:

Κατανόηση της εγκατάστασης

* Οριζόντια εκτόξευση: Το αυτοκίνητο ξεκινά οριζόντια, πράγμα που σημαίνει ότι η αρχική κατακόρυφη ταχύτητά του είναι 0.

* βαρύτητα: Η μόνη δύναμη που ενεργεί στο αυτοκίνητο μόλις φύγει από τον βράχο είναι η βαρύτητα, η οποία προκαλεί επιτάχυνση προς τα κάτω περίπου 9,8 m/s2.

* Δεν υπάρχει αντίσταση αέρα: Αυτό απλοποιεί τους υπολογισμούς μας, καθώς δεν χρειάζεται να εξετάσουμε τα αποτελέσματα της οπισθέλκουσας αέρα.

Τι θέλουμε να βρούμε

Δεν έχετε καθορίσει τι θέλετε να βρείτε, αλλά εδώ είναι μερικά κοινά πράγματα που ίσως θέλουμε να υπολογίσουμε:

* Χρόνος πτήσης: Πόσο καιρό το αυτοκίνητο βρίσκεται στον αέρα πριν χτυπήσει στο έδαφος.

* Οριζόντια περιοχή: Πόσο μακριά το αυτοκίνητο ταξιδεύει οριζόντια πριν χτυπήσει το έδαφος.

* κατακόρυφη ταχύτητα σε κρούση: Η προς τα κάτω ταχύτητα του αυτοκινήτου όταν χτυπά στο έδαφος.

Υπολογισμοί

Ας χρησιμοποιήσουμε τα ακόλουθα σύμβολα:

* V₀: Αρχική οριζόντια ταχύτητα (25 m/s)

* g: Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9,8 m/s²)

* h: Ύψος του βράχου (70 μ.)

* t: Ώρα πτήσης

* x: Οριζόντια περιοχή

1. Χρόνος πτήσης (t):

* Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την κατακόρυφη κίνηση για να βρούμε την ώρα.

* Η αρχική κατακόρυφη ταχύτητα (V₀y) είναι 0.

* Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση:h =v₀yt + (1/2) GT2

*Συνδέστε τις τιμές:70 =0*T + (1/2)*9.8*T²

* Επίλυση για T:T ≈ 3,78 δευτερόλεπτα

2. Οριζόντια περιοχή (x):

* Η οριζόντια ταχύτητα παραμένει σταθερή (25 m/s) αφού δεν υπάρχει αντίσταση αέρα.

* Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση:x =v₀t

* Συνδέστε τις τιμές:x =25 * 3.78 ≈ 94,5 μέτρα

3. Κατακόρυφη ταχύτητα στο Impact (V_FY):

* Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση:v_fy =v₀y + gt

* Συνδέστε τις τιμές:v_fy =0 + 9.8 * 3.78 ≈ 37.0 m/s

Σημαντικές σημειώσεις:

* Αυτοί οι υπολογισμοί υποθέτουν ότι το αυτοκίνητο δεν χτυπά τίποτα πριν προσγειωθεί.

* Στην πραγματικότητα, η αντίσταση στον αέρα θα επηρέαζε σημαντικά την τροχιά του αυτοκινήτου.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να υπολογίσω κάτι άλλο, ή αν έχετε άλλες ερωτήσεις!