Εάν ένας ποδοσφαιριστής κλωτσήσει έτσι ώστε να ξοδεύει 3 δευτερόλεπτα στον αέρα και να ταξιδεύει 50 μ. Στη συνέχεια, βρείτε τη γωνία ταχύτητας του λάκτισμα;
Κατανόηση της φυσικής
* Πρότυπα βλήματος: Η τροχιά του ποδοσφαίρου είναι ένα κλασικό παράδειγμα κίνησης βλήματος, όπου η μόνη δύναμη που ενεργεί σε αυτήν είναι η βαρύτητα μετά το αρχικό λάκτισμα.
* Οριζόντια και κάθετα εξαρτήματα: Πρέπει να εξετάσουμε τα οριζόντια (x) και τα κατακόρυφα (y) συστατικά της ταχύτητας του ποδοσφαίρου.
* Χρόνος πτήσης: Ο χρόνος που ξοδεύει η μπάλα στον αέρα σχετίζεται με την κατακόρυφη ταχύτητά της.
* εύρος: Η οριζόντια απόσταση που διανύθηκε (50 μ.) Σχετίζεται με την οριζόντια ταχύτητα και τον χρόνο της πτήσης.
Λύση
1. κατακόρυφη κίνηση:
* Γνωρίζουμε ότι ο χρόνος της πτήσης (t) είναι 3 δευτερόλεπτα.
* Η επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα (G) είναι -9,8 m/s2.
* Χρήση της εξίσωσης:
* t =2 * (v_y / g) (όπου V_y είναι η αρχική κατακόρυφη ταχύτητα)
* Μπορούμε να λύσουμε για V_Y:
* v_y =(g * t) / 2 =(-9,8 m / s2 * 3 s) / 2 =-14,7 m / s
* Το αρνητικό σύμβολο υποδεικνύει ότι η αρχική κατακόρυφη ταχύτητα είναι προς τα πάνω.
2. Οριζόντια κίνηση:
* Η οριζόντια ταχύτητα (V_X) παραμένει σταθερή σε όλη την πτήση.
* Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το εύρος (r) και το χρόνο (t) για να βρούμε V_x:
* R =v_x * t
* v_x =r / t =50 m / 3 s =16,67 m / s
3. Γωνία Kick (θ):
* Η γωνία του λάκτισμα (θ) σχετίζεται με τα οριζόντια και κάθετα συστατικά της ταχύτητας:
* Tan (θ) =v_y / v_x
* θ =arctan (v_y / v_x) =arctan (-14,7 m / s / 16,67 m / s) ≈ -41,8 °
Σημαντική σημείωση: Η γωνία είναι αρνητική επειδή η αρχική κατακόρυφη ταχύτητα είναι προς τα πάνω. Για να εκφράσουμε τη γωνία σε σχέση με την οριζόντια, παίρνουμε την απόλυτη τιμή:
Επομένως, η γωνία του λάκτισμα είναι περίπου 41,8 ° πάνω από την οριζόντια.
