Время полета под углом

Физика > Угол нулевого запуска

Если объект запустить горизонтально на высоте Н, то он перемещается в диапазоне v₀ =  во время полета Т = .

Задача обучения

• Объяснить связь между диапазоном и временем полета.

Основные пункты

• Для нулевого угла запуска в начальной скорости нет вертикального компонента.
• Продолжительность полета перед ударом объекта об землю исчисляется как Т = .
• В горизонтальном направлении объект движется с постоянной скоростью v₀. Диапазон R задается как R = v₀ ⋅ T = v₀ .

Термин

• Траектория – путь, который объект проходит сквозь пространство.

Примеры

Давайте решим задачу для определения времени полета под конкретным углом. Объект запускается с начальной скоростью 10 м/с. Каков диапазон, максимальная высота и время полета при угле в 90 градусов? Сейчас мы знаем, что при таком угле диапазон приравнивается к нулю. Поэтому проблем не возникнет.

Высота:

h = v_i²/2g

h = 10 м/с² / (2 ⋅ 9.81 м/с).

H = 100 м/с² / 19.62 м/с² = 5.10 м

Время полета:

T = (2 ⋅ v_i)/g

T = (2 ⋅ 10 м/с²)/9.81 м/с²

T = 20 м/с² / 9.81 м/с² = 2.04 с.

Метательное движение – форма движения, при которой объект перемешается по параболическому пути (траектория). Это возможно, если на объект действует исключительно сила тяжести.

Одним из главных компонентов метательного движения выступает начальный угол запуска. Он определяет диапазон, время полета и высоту, сопровождающие движение. На рисунке можно заметить: чем больше угол и максимальная высота, тем больше время полета.

Угол запуска определяет диапазон и максимальную высоту. На графике видно, что объект запускается при одинаковой скорости, но разными углами. Можно посмотреть, как это влияет на путь

Что происходит, если нет угла, а объект запускается горизонтально? Тогда речь идет об определенной высоте (Н), иначе он бы быстро упал на землю. Давайте посмотрим на ситуацию, если объект выбрасывается при α = 0.

Длительность полета

В начальной скорости (v₀) отсутствует вертикальный компонент, потому что объект запускается горизонтально. В таком случае можно применить кинематическое уравнение для вертикального движения:

(y – y₀) = -H = 0 ⋅ T – ½ gT²

Здесь Т – продолжительность полета (до того, как произойдет удар о поверхность). Получаем:

Т = .

Диапазон

В горизонтальном направлении объект смещается с постоянной скоростью v₀. Поэтому диапазон:

R = v₀ ⋅ T = v₀ .

---