Πώς επιλύετε ένα πρόβλημα ρίψης για τη φυσική;

Φαίνεται ότι ρωτάτε για προβλήματα κίνησης των βλήματος, τα οποία περιλαμβάνουν αντικείμενα που ρίχνονται προς τα πάνω και στη συνέχεια πέφτουν πίσω λόγω της βαρύτητας. Εδώ είναι πώς να τα λύσετε:

Κατανόηση των βασικών

* βλήματα: Ένα αντικείμενο που μετακινείται στον αέρα, που επηρεάζεται μόνο από τη βαρύτητα.

* Αρχική ταχύτητα: Η ταχύτητα με την οποία το αντικείμενο ρίχνεται προς τα πάνω.

* γωνία εκτόξευσης: Η γωνία στην οποία ρίχνεται το αντικείμενο (0 ° είναι οριζόντια, 90 ° είναι ευθεία προς τα πάνω).

* βαρύτητα: Η σταθερή επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (περίπου 9,8 m/s2, πάντα ενεργώντας προς τα κάτω).

Βασικές εξισώσεις

* κατακόρυφη μετατόπιση:

* `Δy =v₀y * t + (1/2) * g * t²`

* Πού:

* `ΔY` είναι η κατακόρυφη μετατόπιση (αλλαγή ύψους)

* `v₀y` είναι η αρχική κατακόρυφη ταχύτητα

* `t` είναι ώρα

* `g` είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας

* Οριζόντια μετατόπιση:

* `Δx =v₀x * t`

* Πού:

* `ΔX` είναι η οριζόντια μετατόπιση (απόσταση που διανύθηκε οριζόντια)

* `v₀x` είναι η αρχική οριζόντια ταχύτητα (σταθερή)

* Τελική ταχύτητα:

* `v =v₀ + g * t`

* Πού:

* `v` είναι η τελική ταχύτητα

* `v₀` είναι η αρχική ταχύτητα

* `g` είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας

* `t` είναι ώρα

Επίλυση ενός προβλήματος "ρίψης"

1. Σχεδιάστε ένα διάγραμμα: Σχεδιάστε την κατάσταση, την επισήμανση της αρχικής ταχύτητας, της γωνίας εκτόξευσης και του σημείου όπου το αντικείμενο φτάνει στο υψηλότερο σημείο του.

2. Καταρρίψτε την αρχική ταχύτητα:

* Βρείτε το οριζόντιο συστατικό (`v₀x =v₀ * cos (θ)`)

* Βρείτε το κατακόρυφο στοιχείο (`v₀y =v₀ * sin (θ)`)

3. Προσδιορίστε τι πρέπει να βρείτε: Χρειάζεστε το μέγιστο ύψος, τον χρόνο για να φτάσετε στο υψηλότερο σημείο, στον συνολικό χρόνο στον αέρα, στο εύρος (οριζόντια απόσταση) κ.λπ.;

4. Επιλέξτε την κατάλληλη εξίσωση:

* Για κάθετη μετατόπιση, χρησιμοποιήστε την πρώτη εξίσωση παραπάνω.

* Για οριζόντια μετατόπιση, χρησιμοποιήστε τη δεύτερη εξίσωση.

* Για τελική ταχύτητα (σε οποιοδήποτε σημείο), χρησιμοποιήστε την τρίτη εξίσωση.

5. Επίλυση για την άγνωστη μεταβλητή (ες) Θυμάμαι:

* Στο υψηλότερο σημείο, η κατακόρυφη ταχύτητα (`v`) είναι 0 m/s.

* Ο χρόνος που χρειάζεται για να ανεβείτε είναι ίσος με το χρόνο που χρειάζεται για να πέσει πίσω.

6. Σκεφτείτε τα σημάδια:

* Η ανοδική κίνηση θεωρείται θετική, οπότε το `v₀y` είναι θετικό.

* Η προς τα κάτω κίνηση θεωρείται αρνητική, οπότε το «G» είναι αρνητικό.

Παράδειγμα πρόβλημα

Μια μπάλα ρίχνεται ευθεία με μια αρχική ταχύτητα 20 m/s.

* Βρείτε το μέγιστο ύψος που φτάνει η μπάλα.

* Βρείτε τον συνολικό χρόνο που η μπάλα είναι στον αέρα.

Λύση

1. Διάγραμμα: Μπορείτε να σχεδιάσετε μια απλή κατακόρυφη γραμμή με ένα βέλος που δείχνει προς τα πάνω υποδεικνύοντας την αρχική ταχύτητα.

2. Στοιχεία: Η αρχική κατακόρυφη ταχύτητα είναι 20 m/s και το οριζόντιο συστατικό είναι 0 m/s (δεδομένου ότι ρίχνεται ευθεία επάνω).

3. Βρείτε το μέγιστο ύψος:

* Στο μέγιστο ύψος, η τελική κατακόρυφη ταχύτητα είναι 0 m/s.

* Χρησιμοποιήστε την εξίσωση:`v² =v₀² + 2 * g * ΔY '

* Συνδέστε τις τιμές:`0² =20² + 2 * (-9,8) * ΔY '

* Λύστε για `ΔY`:` ΔY =20,41 M`

4. Βρείτε τον συνολικό χρόνο:

* Ώρα να ανεβείτε =χρόνος για να πέσετε.

* Χρησιμοποιήστε την εξίσωση:`v =v₀ + g * t '

* Συνδέστε τις τιμές:`0 =20 + (-9,8) * T '

* Λύστε για `t`:` t =2,04 s '

* Συνολικός χρόνος =2 * 2.04 s =4.08 s

Σημαντικές σημειώσεις

* Η αντίσταση στον αέρα συχνά αγνοείται σε εισαγωγικά προβλήματα φυσικής, αλλά μπορεί να επηρεάσει την πραγματική πορεία ενός βλήματος.

* Αυτές οι εξισώσεις υποθέτουν σταθερή βαρύτητα, η οποία είναι μια καλή προσέγγιση για αντικείμενα κοντά στην επιφάνεια της Γης.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να εργαστείτε μέσα από ένα άλλο πρόβλημα!