Как найти скорость мяча брошенного горизонтально

Если тело бросить горизонтально с некоторой высоты, оно будет одновременно падать и двигаться вперед. Это значит, что оно будет менять положение относительно двух осей: ОХ и ОУ. Относительно оси ОХ тело будет двигаться с постоянной скоростью, а относительно ОУ — с постоянным ускорением.

Кинематические характеристики движения

Важные факты!

Графически движение горизонтально брошенного тела описывается следующим образом:

  1. Вектор скорости горизонтально брошенного тела направлен по касательной к траектории его движения.
  2. Проекция начальной скорости на ось ОХ равна v0: vox = v0. Ее проекция на ось ОУ равна нулю: voy = 0.
  3. Проекция мгновенной скорости на ось ОХ равна v0: vx = v0. Ее проекция на ось ОУ равна нулю: vy = –gt.
  4. Проекция ускорения свободного падения на ось ОХ равна нулю: gx = 0. Ее проекция на ось ОУ равна –g: gy = –g.

Модуль мгновенной скорости в момент времени t можно вычислить по теореме Пифагора:

Подставив в эту формулу значения проекций мгновенной скорости в момент времени t, получим:

Минимальная скорость в течение всего времени движения равна начальной скорости: vmin = v0.

Максимальной скорости тело достигает в момент приземления. Поэтому максимальной скоростью тела в течение всего времени движения является его конечная скорость: vmax = v.

Время падения — время, в течение которого перемещалось тело до момента приземления. Его можно выразить через формулу высоты при равноускоренном прямолинейном движении:

h0 — высота, с которой тело бросили в горизонтальном направлении.

Дальность полета — перемещение тела относительно ОХ. Обозначается буквой l. Так как относительно ОХ тело движется с постоянной скоростью, для вычисления дальности полета можно использовать формулу перемещения при равномерном прямолинейном движении:

l = sx = v0tпад

Выразив время падения через высоту и ускорение свободного падения, формула для определения дальности полета получает следующий вид:

Горизонтальное смещение тела — смещение тела вдоль оси ОХ. Вычислить горизонтальное смещение тела в любой момент времени t можно по формуле координаты x:

Учитывая, что x0 = 0, и проекция ускорения свободного падения на ось ОХ тоже равна нулю, а проекция начальной скорости есть модуль этой скорости, данная формула принимает вид:

x = v0t

Мгновенная высота — высота, на которой находится тело в выбранный момент времени t. Она вычисляется по формуле координаты y:

Пример №1. Из окна, расположенного 5 м от земли, горизонтально брошен камень, упавший на расстоянии 8 м от дома. С какой скоростью был брошен камень?

Так как нам известна высота места бросания и дальность полета, начальную скорость тела можно вычислить по формуле:

Выразим начальную скорость и вычислим ее:

Горизонтальный бросок тела с горы

Горизонтальный бросок тела с горы — частный случай горизонтального броска. От него он отличается увеличенным расстоянием между местом бросания и местом падения. Это увеличение появляется потому, что плоскость находится под наклоном. И чем больше этот наклон, тем больше времени требуется телу, чтобы приземлиться.

График горизонтального броска тела с горы

α — угол наклона плоскости к горизонту, s — расстояние от места бросания до места падения

Дальность полета — смещение тела относительно оси ОХ от места бросания до места падения. Она равна произведению расстояния от места бросания до места падения и косинуса угла наклона плоскости к горизонту:

l = s • cosα

Начальная высота — высота, с которой было брошено тело. Обозначается h0. Начальная высота равна произведению расстояния от места бросания до места падения и синусу угла наклона плоскости к горизонту:

h0 = s sinα

Пример №2. На горе с углом наклона 30о бросают горизонтально мяч с начальной скоростью 15 м/с. На каком расстоянии от точки бросания вдоль наклонной плоскости он упадет?

Выразим это расстояние через дальность полета:

Дальность полета выражается по формуле:

Подставим ее в формулу для вычисления расстояния от точки бросания до точки падения:

Выразим с учетом формулы начальной высоты:

Преобразуем:

Поделим обе части выражения на общий множитель s:

Подставим известные значения:

Задание EF18083

Шарик, брошенный горизонтально с высоты H с начальной скоростью υ0, за время t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рисунок).

В другом опыте на этой же установке шарик массой 2m бросают со скоростью 2υ0.

Что произойдёт при этом с временем полёта, дальностью полёта и ускорением шарика? Сопротивлением воздуха пренебречь. Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

  1. увеличится
  2. уменьшится
  3. не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.


Алгоритм решения

  1. Записать формулы для каждой из величин.
  2. Определить, как зависит эта физическая величина от начальной скорости и массы.
  3. Определить характер изменения физической величины при увеличении начальной скорости и массы шарика.

Решение

Время полета тела, брошенного горизонтально, определяется формулой:

Исходя из формулы, время никак не зависит от начальной скорости и массы тела. Поэтому оно при увеличении начальной скорости и массы вдвое никак не изменится.

Дальность полета тела, брошенного горизонтально, определяется формулой:

Исходя из формулы, дальность полета зависит от начальной скорости прямо пропорционально. Поэтому, если начальная скорость тела будет увеличена вдвое, дальность полета тоже увеличится (вдвое). От массы дальность полета никак не зависит.

Ускорение свободного падения — величина постоянная для нашей планеты. Поэтому изменение начальной скорости никак не повлияет на него. Ускорение не изменится.

Значит, верный ответ — 313.

Ответ: 313

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор

Задание EF18048

Шарик, брошенный горизонтально с высоты H с начальной скоростью υ0, за время t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рисунок).

Что произойдёт с временем полёта, дальностью полёта и ускорением шарика, если на этой же установке уменьшить начальную скорость шарика в 2 раза? Сопротивлением воздуха пренебречь. Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

  1. увеличится
  2. уменьшится
  3. не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.


Алгоритм решения

  1. Записать формулы для каждой из величин.
  2. Определить, как зависит эта физическая величина от начальной скорости.
  3. Определить характер изменения физической величины при уменьшении начальной скорости.

Решение

Время полета тела, брошенного горизонтально, определяется формулой:

Исходя из формулы, время никак не зависит от начальной скорости. Поэтому оно при уменьшении начальной скорости вдвое не изменится.

Дальность полета тела, брошенного горизонтально, определяется формулой:

Исходя из формулы, дальность полета зависит от начальной скорости прямо пропорционально. Поэтому, если начальная скорость тела будет уменьшена вдвое, дальность полета тоже уменьшится (вдвое).

Ускорение свободного падения — величина постоянная для нашей планеты. Поэтому изменение начальной скорости никак не повлияет на него. Ускорение не изменится.

Значит, верный ответ — 323.

Ответ: 323

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор

Алиса Никитина | Просмотров: 18.3k

Движение горизонтально брошенного тела:

Рассмотрим движение шара, движущегося прямолинейно по поверхности стола с высотой Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

При достаточно малом сопротивлении воздуха, которым можно пренебречь, тело будет двигаться в горизонтальном направлении равномерно со скоростью Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами. Поэтому перемещение
в горизонтальном направлении в любой момент времени Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами, или длина полета, определяется следующей формулой: 

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Проекции скорости тела на оси Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами и Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами определятся следующими соотношениями:

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

В вертикальном же направлении, двигаясь равноускоренно без начальной скорости, тело будет свободно падать с высоты Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами. Следовательно, положение тела в вертикальном направлении после произвольного времени Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами будет определяться формулой:

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Из соотношений (1.21) и (1.22) уравнение траектории движения горизонтально брошенного тела на плоскости Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами будет иметь следующий вид:

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Выражение (1.24) является уравнением параболы. Значит, горизонтально брошенное тело будет двигаться по параболической линии. Время полета тела, брошенного горизонтально с высоты Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами, определяется выражением:

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

В этом случае формула для расчета длины полета тела будет иметь вид:

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Горизонтально брошенное тело, одновременно двигаясь в горизонтальном направлении равномерно и в вертикальном направлении равноускоренно, свободно падает. К концу движения (после истечения времени Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами) скорости в горизонтальном и вертикальном направлении будут Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами и Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами соответственно. Таким образом, скорость тела при падении на землю определяется выражением:

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

или

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Перемещение и траектория тела при криволинейном движении неравны между собой. Модуль вектора и направление движения горизонтально брошенного тела на протяжении движения меняются непрерывно.

Образец решения задачи:

Тело брошено горизонтально на высоте 35 м со скоростью 30м/с. Найти скорость тела при падении на землю.
Дано:

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Найти:

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Формула:

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Решение:

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
Ответ: 40 м/c.

Движение тела, брошенного горизонтально и под углом к горизонту

Если материальная точка участвует одновременно в нескольких движениях, то такое движение называют сложным.

Примером сложного движения является движение под действием силы тяжести в том случае, если падающему телу сообщена начальная скорость, непараллельная вектору ускорения свободного падения.

Рассмотрим движение тела, брошенного горизонтально со скоростью Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами Выберем систему координат так, что ее начало находится на поверхности Земли, направив ось Ох горизонтально, а ось Оу — вертикально (рис. 23).

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Это сложное движение можно представить в виде суммы двух независимых движений — равномерного с постоянной скоростью Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами вдоль горизонта (оси Ох) и свободного падения в вертикальном направлении с ускорением Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Движение тела в горизонтальном направлении будет описываться уравнением

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
а в вертикальном — уравнением

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
Здесь Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами — координата тела по оси Оу в начальный момент времени Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами Если тело брошено с высоты Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами то время падения Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами определяется из

условия Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
Для получения уравнения траектории движения у(х) необходимо исключить время из уравнений движения (1) и (2). Из уравнения (1) выражаем время t и подставляем в уравнение (2). Получаем Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Это уравнение параболы, ветви которой направлены вниз, так как коэффициент перед множителем Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами отрицательный.

Скорость вдоль направления оси Ох остается неизменной и равной Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Вдоль оси Оу движение равноускоренное. В начальный момент времени вертикальная составляющая скорости равна нулю Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами поэтому мгновенная скорость вдоль оси Оу находится из соотношения Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами Модуль мгновенной скорости определяется по теореме Пифагора (см. рис. 23):

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Угол между начальной скоростью Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами и мгновенной скоростью и в момент времени t можно найти из соотношения

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
В приведенных формулах сопротивление воздуха не учитывается.

Рассмотрим теперь движение тела, брошенного со скоростью Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами под некоторым углом Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами к горизонту (рис. 24).

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Это сложное движение можно представить в виде суммы двух независимых движений — равномерного в горизонтальном направлении со скоростью Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

и равноускоренного в вертикальном направлении с ускорением Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами и начальной
скоростью Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
В том случае, если система координат выбрана так, что начальные координаты Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами уравнение траектории движения имеет вид
Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
Как и при движении тела, брошенного горизонтально, траектория представляет собой параболу, ветви которой направлены вниз, поскольку коэффициент перед Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами отрицателен. Вершина параболы при этом имеет координаты Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

где l — дальность полета тела, Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами — максимальная высота его подъема в процессе полета.

Модули горизонтальной Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами и вертикальной Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами составляющих мгновенной скорости Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами движения определяются из следующих соотношений:
Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
Мгновенную скорость Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами и движения тела в произвольной точке Л траектории можно найти как векторную сумму горизонтальной Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами и вертикальной Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерамимгновенных скоростей движения (см. рис. 24).

Время подъема тела можно найти из условия Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Если сопротивление воздуха при движении не учитывается, то время подъема равно времени падения: Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами (докажите это самостоятельно).

Таким образом, время полета тела можно найти как
Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
Определив вертикальную составляющую скорости Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами в искомый момент времeни, по формуле Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами можно найти высоту, на которой находится тело.

Максимальная высота подъема тела Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами легко определяется из условия, что вертикальная составляющая скорости в этой точке равна пулю Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами Тогда
Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
Дальность полета l — расстояние, пройденное телом за время полета Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами вдоль оси Ох с постоянной скоростью Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами (см. рис. 24). Она определяется по формуле

Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами
Таким образом, дальность полета определяется модулем начальной скорости Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерамитела и углом его бросания Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами

Заметим, что согласно формуле (9) при неизменном модуле начальной скорости тела максимальная дальность Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами полета достигается при Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами т. е. при угле бросания Движение горизонтально брошенного тела в физике - формулы и определение с примерами = 45°.

  • Движение тела, брошенного под углом к горизонту
  • Принцип относительности Галилея
  • Движение в гравитационном поле
  • Зависимость веса тела от вида движения
  • Вертикальное движение тел в физик
  • Неравномерное движение по окружности
  • Равномерное движение по окружности
  • Взаимная передача вращательного и поступательного движения

В этом посте мы подробно изучим подходы, как найти горизонтальную скорость снаряда

Мы можем найти горизонтальную составляющую скорости при движении снаряда, используя имеющиеся уравнения кинематики. Это дает точное значение скорости, но здесь горизонтальный путь считается расстоянием и делится на время. Формула, используемая для нахождения горизонтальной скорости снаряда:

  • vfx2 = Vix2 + 2аxx
  • vfx = Vix +xt
  • vx = тележкаΘ

Теперь давайте посмотрим на различные подходы и проблемы, как найти горизонтальную скорость снаряда.

Как найти горизонтальную скорость снаряда?

Снарядное движение кого-либо или предмета рассматривается как горизонтальная скорость; его можно измерить, используя уравнения кинематики движения.

Одна из основных формул для нахождения горизонтальной скорости состоит в том, чтобы разделить горизонтальное расстояние, пройденное снарядом по рассматриваемой траектории, на затраченное время.

как найти горизонтальную скорость снаряда

Теперь займемся изучением фактов движения снаряда.

Движение снаряда: концепция и факты

В физике движение снаряда — это тип двумерного движения, происходящего по параболической траектории.

Единственная сила, воздействующая на тело снаряда, — гравитация. Когда что-то брошено горизонтально вверх, гравитация притягивается к земле вертикально. Характер траектории движения имеет параболическую форму.

как найти горизонтальную скорость снаряда
Изображение: Движение снаряда

Снарядное движение любой частицы состоит из двух компонентов, так как это двумерное движение. Это горизонтальная x-компонента и вертикальная y-компонента.

Формула, используемая для измерения движения снаряда, выглядит следующим образом:

                                  vfx = Vix +xt

                              vfx2 = Vix2 + 2аxx

Теперь пришло время узнать подробный подход к горизонтальной скорости.

Горизонтальная скорость снаряда: понимание и подход

В общем, движение снаряда происходит, когда объект обладает достаточной скоростью и имеет путь для движения.

Первоначально, когда любую частицу заставляют двигаться вверх, она сначала движется по горизонтальному пути; скорость, которой обладает частица, движущаяся по этой горизонтальной траектории, считается горизонтальной скоростью снаряда. Можно измерить его, взяв изменение положения или перемещение снаряда по горизонтали и время, необходимое для завершения этого движения.

Горизонтальное движение любого снаряда происходит в результате того, что движение частицы остается на траектории движения с постоянной скоростью.

Значение горизонтальной скорости снаряда можно рассчитать по приведенным ниже формулам:

vfx2 = Vix2 + 2аxx

vfx = Vix +xt

     vx = Кос Θ

Теперь давайте подробно рассмотрим, как найти горизонтальную скорость снаряда с помощью формулы.

Подходы к нахождению горизонтальной скорости снаряда

Формула для измерения движения снаряда приведена ниже:

Используя это уравнение и из кинематики, мы можем рассмотреть уравнение для расчета горизонтальной скорости. Можно преобразовать уравнения, упомянутые выше, в горизонтальное движение, взяв только компоненты оси x, которые считаются горизонтальными компонентами любого движения снаряда. Позже мы можем поменять местами члены в уравнении, чтобы измерить требуемую горизонтальную скорость.

  • х = vixт + 1/2аxt2
  • vfx = Vix +xt
  • vfx2 = Vix2 + 2аxx

В приведенных выше уравнениях

x относится к горизонтальному изменению положения

ax относится к горизонтальной составляющей изменения ускорения

vfx относится к конечной горизонтальной скорости

vix относится к начальной горизонтальной скорости

t относится ко времени, затраченному на преодоление пути.

Тета относится к углу траектории пути

Упомянутые выше формулы обычно используются, чтобы узнать, как найти горизонтальную скорость снаряда.

Задачи на определение горизонтальной скорости снаряда.

Ниже приведены некоторые задачи на определение горизонтальной скорости снаряда.

Проблема 1

Мяч из резины брошен вверх с начальной скоростью 40 м/с, причем вначале мяч летит под углом 25°. Найдите полную горизонтальную скорость мяча?

Решение: Сначала мы должны рассмотреть заданные значения.

Начальная скорость = Vi = 40 м / с

Θ = 25°

NВоспользуйтесь формулой, чтобы найти горизонтальную скорость,

Vx V =iCosΘ

V= (40) Cos(25°)

V = 36.24 м/с

Проблема 2

Сверху брошен камень с начальной скоростью 23 м/с под углом 5°. Найдите полную горизонтальную скорость мяча?

Решение: Сначала мы должны рассмотреть заданные значения.

Начальная скорость = Vi = 23 м / с

Θ = 5°

Теперь используйте формулу, чтобы найти горизонтальную скорость,

Vx V =iCosΘ

Vx = (23) Cos(5°)

Vx = 22.908 м / с

Пришло время узнать примеры того, как найти горизонтальную скорость снаряда.

Примеры горизонтальной скорости снаряда

Вещи, которые вы бросаете выше, упадут вниз из-за природы гравитации. Здесь движение двумерно и называется снарядом. Горизонтальный путь — это начальное движение, почти наблюдаемое в повседневной жизни. Вот несколько примеров горизонтальной скорости снаряда.

  • Активация пушечного ядра вверх
  • Игра в гольф
  • Игра в метание молота
  • Вода, падающая из трубы ПВХ
  • Выстрел
  • Запуск ракет

Активация пушечного ядра вверх

Мы вообще видели запуск пушечных ядер в любых клипах или аниме. Как только огнестрельное оружие системы зажжено, пушка перемещается вверх в горизонтальном движении, а затем движется вниз в нужное место. Здесь горизонтальное движение обладает горизонтальной скоростью, которая может быть измерена с помощью упомянутой выше формулы и является примером нахождения горизонтальной скорости снаряда. Здесь канонический шар — это снаряд.

Игра в гольф

Игра в гольф является одной из самых богатых международных игр, как только клюшка ударяет по мячу на поле. Он перемещается по горизонтальной траектории вверху и достигает требуемой позиции. Здесь происходит то, что скорость, которой обладает мяч для гольфа на горизонтальной траектории, считается горизонтальной скоростью. Ее можно измерить, используя формулу для нахождения горизонтальной скорости.

Игра в метание молота

Игра в метание молота считается одной из самых спортивных игр в мире. Даже в этой игре метание молота происходит по горизонтальной траектории; затем требуется кривая, чтобы достичь точки положения. Здесь молот действует как снаряд, и его скорость вдоль горизонтальной траектории может служить примером того, как найти горизонтальную скорость.

Вода, падающая из трубы ПВХ

В нашей повседневной жизни будет течь вода из трубы, и поток происходит от высокого давления к концу низкого давления, когда двигатель начинает работать после заполнения бака, избыточные водопады. Здесь мы должны заметить, что сначала поток будет горизонтальным, затем вертикальное движение происходит построение параболического пути. Горизонтальный поток воды будет иметь постоянную горизонтальную скорость. Мы можем использовать приведенные выше уравнения, чтобы найти значение его скорости.

Выстрел

Даже игра в толкание ядра чем-то похожа на метание копья и молота. Здесь дробовик будет выступать в роли снаряда. Как только игрок бросает мяч для толкания сверху, он движется по горизонтальной траектории и достигает места назначения. В этот момент мы можем измерить горизонтальное расстояние и время, чтобы получить горизонтальную скорость мяча для толкания ядра.

Запуск ракет

Вы наверняка видели запуски ракет на любых национальных каналах. Путь этой траектории движения будет иметь форму параболы. Запуск ракет требует больше энергии, и скорость будет еще выше, чем в любом другом случае движения. Сначала эти ракеты летят по горизонтальной траектории, а затем по кривой. Мы можем найти угол и скорость, используя формулы, упомянутые выше.

Вот несколько распространенных примеров того, как найти горизонтальную скорость снаряда.

Вертикальная скорость снаряда: понимание и подход

Вертикальная скорость снаряда — еще одна составляющая снарядного движения тела, противоположная горизонтальному движению.

Точно так же, когда мы вычисляем горизонтальную скорость снаряда, мы можем взять составляющую вдоль оси Y движения, чтобы узнать вертикальную скорость тела в движении снаряда. Скорость по вертикали не зависит от горизонтального направления.

Теперь дайте нам знать формулу, с помощью которой мы можем измерить вертикальную скорость снаряда.

Как найти конечную вертикальную скорость снаряда?

Формула, используемая для нахождения скорости вдоль вертикальной составляющей снаряда, имеет следующий вид:

vfy = Viy +yt

vix2 = Viy2 + 2аyy

Vy = Sin Θy

Итак, вот некоторые подходы, примеры и задачи, основанные на том, как найти горизонтальную скорость снаряда.

Узнать больше о Горизонтальное смещение

  • Как найти горизонтальное смещение

Часто задаваемые вопросы | FAQs

Что вы подразумеваете под движением снаряда?

Движение снаряда является одним из важнейших двумерных движений.

В физической науке движение снаряда можно рассматривать как движение, на которое влияет только гравитационная сила. Характер движения снаряда — параболическая кривая. Особенность этого движения в том, что оно измеряет как горизонтальные, так и вертикальные компоненты.

Чем определяется горизонтальная скорость снаряда?

Горизонтальная скорость — это скорость любого снаряда по горизонтальной траектории.

Если какой-либо объект брошен в воздух под любым углом, отличным от 90 °, эта частица или объект движется по траектории траектории, делая характер кривой параболическим.

 

Движение тела брошенного горизонтально, теория и онлайн калькуляторы

Движение тела брошенного горизонтально

Постановка задачи. Начальные условия

Рассмотрим движение тела, которое бросили с начальной скоростью ${overline{v}}_0 $параллельно Земле (горизонтально) рис.1. с некоторой высоты $h_0.$

Движение тела брошенного горизонтально, рисунок 1

Систему отсчета свяжем с Землей. Ось X направим параллельно Земле, ось Y перпендикулярно оси X, вверх. Тело движется под воздействием силы тяжести, если не учитывать силу трения, то другие силы на тело не действуют. Движение тела происходит в плоскости, в которой лежат векторы: начальной скорости тела ${overline{v}}_0$ и ускорения $overline{g}. $

Начальные условия при рассматриваемом нами движении точки:

[при t=0 cleft{ begin{array}{c}
x_0=0, \
y_0=h_0, \
v_{0x}=v_0, \
v_{0y}=0 end{array}
right.left(1right).]

Вектор ускорения при движении под действием силы тяжести считают постоянным:

[overline{a}=overline{g}left(2right),]

так как textit{ }$overline{g}$ направлен вертикально вниз, то:

[left{ begin{array}{c}
a_x=0, \
a_y=g end{array}
right.left(3right).]

где $gapprox $ 9,8 $frac{м}{с^2}.$

Кинематические уравнения движения тела брошенного горизонтально

Кинематическое уравнение для скорости равнопеременного движения в поле тяжести имеет вид:

[overline{v}left(tright)={overline{v}}_0+overline{g}t left(4right),]

где ${overline{v}}_0$ — начальная скорость тела. Движение материальной точки в рассматриваемом случае можно представить сумму двух независимых движений по прямым линиям, в которых участвует тело, брошенное горизонтально. Это равномерное движение с неизменной скоростью ${overline{v}}_0$ в горизонтальном направлении и равноускоренное движение с ускорением $overline{g}$ без начальной скорости в направлении вектора ускорения свободного падения.

В проекциях на оси координат получаем:

[left{ begin{array}{c}
v_x=v_0 \
v_y=-gt end{array}
left(5right).right.]

Модуль скорости движения точки при этом равен:

[v=sqrt{v^2_x+v^2_y}=sqrt{v^2_0+g^2t^2}left(6right).]

Уравнение для перемещения тела, брошенного горизонтально, запишем как:

[overline{s}left(tright)={overline{s}}_0+{overline{v}}_0t+frac{overline{g}t^2}{2}(7),]

где ${overline{s}}_0$ — смещение тела в начальный момент времени. В нашем случае $s_0=y_0=h_0$. Векторное уравнение (7) даст два скалярных выражения для координат падающей точки:

[left{ begin{array}{c}
x=v_0t \
y{=h}_0-frac{gt^2}{2} end{array}
left(8right).right.]

Ка уже говорилось, каждое из двух отдельных движений тела происходит по прямой, но траекторией движения падающего тела является ветвь параболы, находящаяся в плоскости в которой лежат ${overline{v}}_0$ и $overline{g}$.

Из системы уравнений (8) легко получить уравнение траектории движения точки, исключая из уравнений время:

[t=frac{x}{v_0};; y{=h}_0-frac{g{left(frac{x}{v_0}right)}^2}{2}to y=h_0-frac{gx^2}{{2v}^2_0}left(9right).]

Высшей точкой траектории движения тела в нашем случае является точка бросания.

Время полета тела брошенного горизонтально, дальность полета

Время полета тела просто найти из второго уравнения системы (8), если положить, что в момент падения координата точки $y=0$:

[y{=h}_0-frac{g{t_{pol}}^2}{2}=0to h_0=frac{g{t_{pol}}^2}{2}to t_{pol}=sqrt{frac{2h_0}{g}}left(10right).]

Дальность полета (s) — это расстояние, которое тело преодолело по горизонтали (по оси X). Его найдем, подставив время полета в первое уравнение системы (8):

[s=v_0sqrt{frac{2h_0}{g}} left(11right).]

Примеры задач с решением

Пример 1

Задание. Маленький шарик бросили горизонтально со скоростью $v_0$. Какова высота, с которой бросили шарик, если он упал на землю, пролетев расстояние s по горизонтали в n раз большее, чем высота бросания?

Движение тела брошенного горизонтально, пример 1

Решение. Для решения задачи воспользуемся формулой, которую получили в теоретической части статьи, связывающую дальность полета тела и высоту, с которой это тело бросили горизонтально:

[s=v_0sqrt{frac{2h}{g}} left(1.1right).]

Воспользуемся условием, которое задано:

[frac{s}{h}{rm =n}to s=nh left(1.2right).]

Выразим из формулы (1.1) искомую высоту, приняв во внимание (1.2), имеем:

[nh=v_0sqrt{frac{2h}{g}}to n^2h^2=v^2_0frac{2h}{g}to h=frac{2v^2_0}{gn^2}.]

Ответ. $h=frac{2v^2_0}{gn^2}$

Пример 2

Задание. Напишите уравнения траектории движения материальной точки М для случая, который изображен на рис. 3.

Движение тела брошенного горизонтально, пример 2

Решение. Основой решения задачи служит кинематическое уравнение для перемещения при равноускоренном движении:

[overline{s}left(tright)={overline{s}}_0+{overline{v}}_0t+frac{overline{a}t^2}{2}left(2.1right).]

Спроектируем выражение (2.1) на оси X и Y:

[left{ begin{array}{c}
x=v_0t, \
y=-h-frac{gt^2}{2} end{array}
left(2.2right).right.]

Для того чтобы получить уравнение траектории выразим время из первого уравнения системы (2.2):

[t=frac{x}{v_0} left(2.3right).]

Подставим найденное время (2.3) во второе уравнение системы (2.3):

[y=-h-frac{g}{2}frac{x^2}{{v_0}^2}.]

Ответ. $y=-h-frac{g}{2}frac{x^2}{{v_0}^2}$

Читать дальше: движение тела под углом к горизонту.

236

проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности

Мы помогли уже 4 430 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!

Движение тела, брошенного горизонтально

теория по физике 🧲 кинематика

Если тело бросить горизонтально с некоторой высоты, оно будет одновременно падать и двигаться вперед. Это значит, что оно будет менять положение относительно двух осей: ОХ и ОУ. Относительно оси ОХ тело будет двигаться с постоянной скоростью, а относительно ОУ — с постоянным ускорением.

Кинематические характеристики движения

Графически движение горизонтально брошенного тела описывается следующим образом:

  1. Вектор скорости горизонтально брошенного тела направлен по касательной к траектории его движения.
  2. Проекция начальной скорости на ось ОХ равна v0: vox = v0. Ее проекция на ось ОУ равна нулю: voy = 0.
  3. Проекция мгновенной скорости на ось ОХ равна v0: vx = v0. Ее проекция на ось ОУ равна нулю: vy = –gt.
  4. Проекция ускорения свободного падения на ось ОХ равна нулю: gx = 0. Ее проекция на ось ОУ равна –g: gy = –g.

Модуль мгновенной скорости в момент времени t можно вычислить по теореме Пифагора:

Подставив в эту формулу значения проекций мгновенной скорости в момент времени t, получим:

Минимальная скорость в течение всего времени движения равна начальной скорости: vmin = v0.

Максимальной скорости тело достигает в момент приземления. Поэтому максимальной скоростью тела в течение всего времени движения является его конечная скорость: vmax = v.

Время падения — время, в течение которого перемещалось тело до момента приземления. Его можно выразить через формулу высоты при равноускоренном прямолинейном движении:

h0 — высота, с которой тело бросили в горизонтальном направлении.

Дальность полета — перемещение тела относительно ОХ. Обозначается буквой l. Так как относительно ОХ тело движется с постоянной скоростью, для вычисления дальности полета можно использовать формулу перемещения при равномерном прямолинейном движении:

Выразив время падения через высоту и ускорение свободного падения, формула для определения дальности полета получает следующий

Вид — группа особей, сходных по морфолого-анатомическим, физиолого-экологическим, биохимическим и генетическим признакам, занимающих естественный ареал, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.

Горизонтальное смещение тела — смещение тела вдоль оси ОХ. Вычислить горизонтальное смещение тела в любой момент времени t можно по формуле координаты x:

Учитывая, что x0 = 0, и проекция ускорения свободного падения на ось ОХ тоже равна нулю, а проекция начальной скорости есть модуль этой скорости, данная формула принимает вид:

Мгновенная высота — высота, на которой находится тело в выбранный момент времени t. Она вычисляется по формуле координаты y:

Пример №1. Из окна, расположенного 5 м от земли, горизонтально брошен камень, упавший на расстоянии 8 м от дома. С какой скоростью был брошен камень?

Так как нам известна высота места бросания и дальность полета, начальную скорость тела можно вычислить по формуле:

Выразим начальную скорость и вычислим ее:

Горизонтальный бросок тела с горы

Горизонтальный бросок тела с горы — частный случай горизонтального броска. От него он отличается увеличенным расстоянием между местом бросания и местом падения. Это увеличение появляется потому, что плоскость находится под наклоном. И чем больше этот наклон, тем больше времени требуется телу, чтобы приземлиться.

График горизонтального броска тела с горы

α — угол наклона плоскости к горизонту, s — расстояние от места бросания до места падения

Дальность полета — смещение тела относительно оси ОХ от места бросания до места падения. Она равна произведению расстояния от места бросания до места падения и косинуса угла наклона плоскости к горизонту:

Начальная высота — высота, с которой было брошено тело. Обозначается h0. Начальная высота равна произведению расстояния от места бросания до места падения и синусу угла наклона плоскости к горизонту:

Пример №2. На горе с углом наклона 30 о бросают горизонтально мяч с начальной скоростью 15 м/с. На каком расстоянии от точки бросания вдоль наклонной плоскости он упадет?

Выразим это расстояние через дальность полета:

Дальность полета выражается по формуле:

Подставим ее в формулу для вычисления расстояния от точки бросания до точки падения:

Выразим с учетом формулы начальной высоты:

Поделим обе части выражения на общий множитель s:

Подставим известные значения:

Шарик, брошенный горизонтально с высоты H с начальной скоростью υ 0, за время t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рисунок).

В другом опыте на этой же установке шарик массой 2m бросают со скоростью 2 υ 0.

Что произойдёт при этом с временем полёта, дальностью полёта и ускорением шарика? Сопротивлением воздуха пренебречь. Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Алгоритм решения

  1. Записать формулы для каждой из величин.
  2. Определить, как зависит эта физическая величина от начальной скорости и массы.
  3. Определить характер изменения физической величины при увеличении начальной скорости и массы шарика.

Решение

Время полета тела, брошенного горизонтально, определяется формулой:

Исходя из формулы, время никак не зависит от начальной скорости и массы тела. Поэтому оно при увеличении начальной скорости и массы вдвое никак не изменится.

Дальность полета тела, брошенного горизонтально, определяется формулой:

Исходя из формулы, дальность полета зависит от начальной скорости прямо пропорционально. Поэтому, если начальная скорость тела будет увеличена вдвое, дальность полета тоже увеличится (вдвое). От массы дальность полета никак не зависит.

Ускорение свободного падения — величина постоянная для нашей планеты. Поэтому изменение начальной скорости никак не повлияет на него. Ускорение не изменится.

Значит, верный ответ — 313.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Шарик, брошенный горизонтально с высоты H с начальной скоростью υ 0, за время t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рисунок).

Что произойдёт с временем полёта, дальностью полёта и ускорением шарика, если на этой же установке уменьшить начальную скорость шарика в 2 раза? Сопротивлением воздуха пренебречь. Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Алгоритм решения

  1. Записать формулы для каждой из величин.
  2. Определить, как зависит эта физическая величина от начальной скорости.
  3. Определить характер изменения физической величины при уменьшении начальной скорости.

Решение

Время полета тела, брошенного горизонтально, определяется формулой:

Исходя из формулы, время никак не зависит от начальной скорости. Поэтому оно при уменьшении начальной скорости вдвое не изменится.

Дальность полета тела, брошенного горизонтально, определяется формулой:

Исходя из формулы, дальность полета зависит от начальной скорости прямо пропорционально. Поэтому, если начальная скорость тела будет уменьшена вдвое, дальность полета тоже уменьшится (вдвое).

Ускорение свободного падения — величина постоянная для нашей планеты. Поэтому изменение начальной скорости никак не повлияет на него. Ускорение не изменится.

Значит, верный ответ — 323.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

I. Механика

Тестирование онлайн

Движение тела, брошенного горизонтально

Рассмотрим движение тела, брошенного в горизонтальном направлении с некоторой высоты h и начальной скоростью v0. Траектория такого движения имеет вид спадающей ветви параболы.

Для описания движения тела необходимо задать координатные оси. Ось Оy направим вертикально вверх, горизонтальную ось Оx — вдоль полета. Такое движение по криволинейной траектории рассматривают как сумму двух движений, протекающих независимо друг от друга — движение с ускорением свободного падения вдоль оси Оy и равномерного прямолинейного движения вдоль оси Оx.

Движение вдоль горизонтальной оси Оx равномерное.

Движение вдоль вертикальной оси ОУ — свободное падение тела с некоторой высоты h (на графике y0).

Реальная скорость тела в некоторый момент времени — это векторная сумма горизонтальной составляющей скорости vx и вертикальной скорости vy.

Движение тела, брошенного под углом к горизонту

Угол броска определяет траекторию движения, дальность полета, максимальную высоту подъема тела.

Аналогично движению тела, брошенного горизонтально, это движение рассматривают как сумму независимых движений: равномерного движения вдоль горизонтальной оси ОХ и свободного падения тела вдоль вертикальной оси ОУ.

Движение вдоль горизонтальной оси ОХ равномерное.

Движение вдоль вертикальной оси ОУ — свободное падение тела, брошенного вертикально вверх с некоторой начальной скоростью v0y. Тело поднимается на максимальную высоту h, затем возвращается вниз.

Действительная скорость, с которой движется тело.

Упражнения

При каком угле бросания достигается максимальная дальность полета?

При угле бросания 45 0 , так как можно вывести формулу для дальности полета . Максимальная дальность полета будет при

Тело, брошенное горизонтально

Начальные условия

Пусть тело, которое можно считать материальной точкой, бросили с начальной скоростью $<overline>_0 $горизонтально рис.1. с некоторой высоты $h_0.$

Движение тела будем рассматривать в системе отсчета связанной с Землей. Ось X направим горизонтально, ось Y вертикально вверх. Тело будет перемещаться под действием силы тяжести, если не учитывать силу сопротивления воздуха, то других сил нет. Движение тела будет происходить в плоскости, в которой находятся векторы: начальной скорости тела $<overline>_0$ и ускорения свободного падения $overline. $

Запишем начальные условия движения нашей материальной точки:

Вектор ускорения при движении под воздействием силы тяжести считаем постоянным:

где величина ускорения свободного падения равна $gapprox $ 9,8 $frac<м><с^2>.$

Кинематические уравнения движения тела брошенного горизонтально

Уравнение для скорости равнопеременного движения в поле силы тяжести принимает вид:

где $<overline>_0$ — начальная скорость тела. Движение материальной точки в рассматриваемом случае можно представить сумму двух независимых движений по прямым линиям, в которых участвует тело, брошенное горизонтально. Это равномерное движение с неизменной скоростью $<overline>_0$ в горизонтальном направлении и равноускоренное движение с ускорением $overline$ без начальной скорости в направлении вектора ускорения свободного падения.

В проекциях на оси X и Y имеем:

Величина скорости перемещения частицы равна:

Уравнение для вектора перемещения тела, в нашем случае:

где $<overline>_0$ — смещение тела в начальный момент времени. В нашем случае $s_0=y (t=0)=h_0$. Уравнение (7) даст два скалярных выражения для координат падающей частицы:

Как уже говорилось, каждое из двух отдельных движений тела происходит по прямой, но траекторией движения падающего тела является ветвь параболы, находящаяся в плоскости в которой лежат $<overline>_0$ и $overline$.

Исключив время, как параметр, из системы (8) получим уравнение траектории движения точки:

Максимумом траектории тела в рассматриваемом случае является точка бросания.

Время полета, дальность полета тела брошенного горизонтально

Время полета тела можно выразить из второго уравнения системы (8), если предположить, что в момент падения ордината точки $y=0$:

Дальность полета (s) — это расстояние, которое тело преодолело по горизонтали (по оси X). Его найдем, подставив время полета в первое уравнение системы (8):

Примеры задач с решением

Задание. Напишите уравнения траектории движения материальной точки М для случая, который изображен на рис. 2.

Решение. В качестве основы для решения задачи применим кинематическое уравнение для перемещения при равноускоренном движении материальной точки:

Рассматривая рис.2 запишем проекции векторного уравнения (1.1) на оси системы координат. В проекции на оси X и Y выражение (1.1) превращается в систему скалярных уравнений:

Для того чтобы получить уравнение траектории движения точки М выразим из первого уравнения системы (1.2) время и подставим его во второе уравнение:

Задание. Вертолет, летевший горизонтально на высоте $H$ со скоростью $v_0$, сбросил груз. За какое время до пролета вертолета над целью он должен сбросить груз, чтобы попасть в цель? Груз считать материальной точкой, сопротивление воздуха не учитывать.

Решение. Сделаем рисунок.

Запишем начальные условия движения груза:

Нам следует найти время полета груза. Зная, что движение груза происходит в поле тяжести Земли, начальные условия заданы (2.1). При этом время полета можно найти, используя формулу, которая получена в теоретической части статьи:

источники:

http://fizmat.by/kursy/kinematika/parabolicheskoe

http://www.webmath.ru/poleznoe/fizika/fizika_122_telo_broshennoe_gorizontalno.php

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как быстро найти сайт компании
  • Как найти хаттори в новиграде в ведьмаке
  • Как найти среднесуточную температуру воздуха 6 класс
  • Фейсбук как найти ads manager
  • Ошибка 0x80080005 при обновлении windows 10 как исправить