Постоянное ускорение

Физика > Постоянное ускорение

Двумерное движение анализируется при помощи деления его на два движения: вдоль горизонтальной и вертикальной осей.

Задача обучения

• Проанализировать двумерное движение вдоль горизонтальной и вертикальной осей.

Основные пункты

• Постоянное ускорение в перемещении в двух измерениях обычно следует за метательным движением.
• Метательное движение – перемещение объекта, брошенного или проецированного в воздух при условии вертикального ускорения.
• Двумерное движение исследуется при помощи деления его на два одномерных (вертикальная и горизонтальная оси).

Термин

• Кинематический – связанный с движением или кинематикой.

Метательное движение – перемещение объекта, брошенного или проецируемого в воздух, контролируемого лишь гравитацией. Объект именуют снарядом, а путь – траекторией. Движение падающих предметов – простой одномерный тип, лишенный горизонтального перемещения. В двумерном есть вертикальная и горизонтальная оси.

Не стоит забывать, что движения вдоль перпендикулярной оси выступают независимыми и могут анализироваться отдельно. Чтобы изучить двумерное движение, следует разделить на горизонтальное и вертикальное. В каждом нужно остановиться на скорости, ускорении и смещении.

Возьмем за основу тот факт, что все силы, кроме гравитации, незначительны. В таком случае получаем: a_y = -g = -9.81 м/с² (мы также предполагаем, что движение происходит на малой высоте возле поверхности, поэтому сила тяжести стабильная). Так как ускорение силы тяжести проходит по вертикали, то a_x = 0. Выходит, можно применить кинематические уравнения, чтобы описать движение вдоль x и y:

x = x₀ + v_zt

v_y = v_y0 + a_yt

y = y₀ + v_oyt + ½ a_yt²

v²_y = v²_0y + 2a_y (y – y₀).

Мы анализируем двумерное метательное движение, где объект двигается с постоянным ускорением, разбивая его на горизонтальную и вертикальную оси. Горизонтальное отображается как a_x = 0, a v_x – постоянная. Скорость в вертикальном направлении постепенно уменьшается. В максимуме она равняется нулю. Когда объект снова упадет на поверхность, вертикальная начнет расти, но уже в противоположном направлении. Движения х и у могут быть рекомбинированы, чтобы отобразить полную скорость в любой указанной точке траектории.

---