▷ 수직 던지기 (혹은 수직 던지기)

이 기사에서는 물리학에서 수직 촬영이 무엇인지 설명합니다. 따라서 수직면의 특성, 수직면의 유형, 방정식 및 단계별 예제를 찾을 수 있습니다.

수직 촬영이란 무엇입니까?

수직 던지기(Vertical Throw) 는 몸을 수직으로 던져서 발생하는 움직임입니다. 즉, 물리학에서 수직던지기는 몸을 위로 던지거나(수직 위로 던지기) 아래로(수직 아래 던지기) 둘 중 하나로 몸이 수직으로만 움직이는 동작이다.

예를 들어 공을 수직으로 위로 던지는 것은 수직 던지는 것입니다. 공은 먼저 가해지는 힘으로 인해 수직으로 위쪽으로 이동한 다음 중력의 영향으로 땅에 닿을 때까지 수직으로 아래쪽으로 이동합니다.

세로 촬영의 특징

이제 물리학에서 수직 사격의 정의를 알았으니 개념을 더 잘 이해하기 위해 이러한 유형의 움직임의 특징이 무엇인지 살펴보겠습니다.

수직샷의 가장 큰 특징은 신체의 궤적이 완전히 수직이라는 점이다. 따라서 수직샷을 하는 몸체는 직선 수직선을 따라 움직인다.
수직촬영의 또 다른 특징은 공기와의 마찰을 무시한다는 점이다. 따라서 물리학에서는 수직면에서 이동 경로에 존재할 수 있는 모든 유형의 마찰이나 장애물이 무시됩니다.
따라서 수직 사진에서는 중력만이 움직이는 몸체의 움직임에 영향을 미칩니다. 즉, 신체에 작용하는 유일한 힘은 중력뿐입니다.
따라서 수직 구배는 균일 가속 직선 운동(MRUA)이며 균일 가변 직선 운동(MRUV) 이라고도 합니다.

수직 촬영의 종류

수직 촬영에는 두 가지 유형이 있습니다.

수직 위로 슛 (Vertical Up Shot) : 몸을 위로 던졌다가 아래로 내리는 수직 슛. 예: 공을 수직으로 위쪽으로 던지는 것입니다.
수직 하향 사격(Vertical Down Shot) : 몸을 아래로 던져 몸이 어느 지점에서든 올라가지 않고 땅에 닿을 때까지 하강하는 수직 사격. 예를 들어, 땅에 물체를 수직으로 던지는 것입니다.

수직 촬영은 지면에서 시작하거나 이전 예와 같이 지면과 다른 높이에서 시작할 수 있습니다.

세로 촬영 공식

다음은 세로 촬영의 공식(또는 방정식)입니다. 따라서 이러한 공식은 수직 촬영 문제를 해결하는 데 유용합니다.

위치

수직 샷을 수행하는 몸체는 MRUA(직선 균일 가속 운동)를 나타냅니다. 따라서 수직 던지기 동안 신체의 수직 위치를 계산할 수 있는 공식은 MRUA 위치 공식에서 추론됩니다.

$y=H+v_0\cdot (t-t_0)-\cfrac{1}{2}\cdot g \cdot (t-t_0)^2$

금:

$y$

수직으로 촬영하는 신체의 높이입니다.
$H$

몸체가 투영되는 높이입니다.
$v_0$

는 신체의 초기 속도이다.
$t$

신체 위치가 계산되는 순간입니다.
$t_0$

초기 순간이다.
$g$

는 중력에 의한 가속도이며, 지구에서의 값은 9.81 m/s ² 입니다.

참고: 이 기준 좌표계의 좌표 원점은 지면이라는 점에 유의하세요. 따라서 몸은 y=0 위치에서 지면과 충돌하게 됩니다. 마찬가지로 수직 상향 샷이라면 초기 속도는 양수(몸이 올라가고 있음)가 되지만 이것이 수직 하향 샷이라면 초기 속도는 음수입니다. (몸이 쓰러진다).

속도

수직 발사에서는 마찰이 없으므로 모빌은 균일하게 가속되는 직선 운동을 설명하므로 언제든지 속도를 찾을 수 있는 공식은 다음과 같습니다.

$v=v_0-g\cdot (t-t_0)$

금:

$v$

주어진 순간의 신체의 속도입니다.
$v_0$

는 신체의 초기 속도이다.
$g$

는 중력에 의한 가속도이며, 지구에서의 값은 9.81 m/s ² 입니다.
$t$

신체 속도가 계산되는 순간입니다.
$t_0$

초기 순간이다.

참고: 신체의 속도가 빨라지면 양의 부호가 나타나고, 신체의 속도가 느려지면 음의 부호가 나타납니다. 따라서 수직 상향 사격에서는 총구 속도가 양수이지만 수직 하향 사격에서는 총구 속도가 하향됩니다.

가속

수직 샷에서는 모든 유형의 마찰이 무시되며 개입하는 유일한 힘은 중력입니다. 따라서 몸체의 가속도는 궤적 전체에서 일정하며 그 값은 중력의 값입니다.

$a=-g$

금:

$a$

신체의 가속도이다.
$g$

는 중력에 의한 가속도이며, 지구에서의 값은 9.81 m/s ² 입니다.

비행 시간

비행 시간은 수직 샷을 하는 신체가 지면에 닿는 데 걸리는 시간입니다. 간단히 말해서, 비행 시간은 기체가 수직 발사를 시작한 시점부터 땅에 닿는 시점까지의 시간입니다.

몸체가 땅에 닿으면 수직 위치는 0이 됩니다. 따라서 비행 시간을 계산하려면 샷의 수직 위치에 대한 방정식을 0으로 설정한 다음 방정식에서 시간을 풀어야 합니다.

$y=0 \quad \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{black}\quad t_{vol}$

최대 높이

수직 하향 촬영인 경우 논리적으로 최대 높이가 초기 높이가 됩니다. 그러나 수직 상향 촬영에서는 신체 속도가 0일 때 최대 높이에 도달합니다.

따라서 상향 수직 샷에서 최대 높이를 결정하려면 속도가 0과 같아야 합니다. 거기에서 최대 높이에 도달하는 순간을 찾은 다음 계산된 시간 순간을 위치 방정식에 대체합니다. .

$v=0 \quad \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{black}\quad t_{y_{m\'ax}}\quad \color{orange}\bm{\longrightarrow}\ couleur{noir}\quad y_{m\'ax}$

세로 촬영 공식 요약

그런 다음 모든 수직 촬영 공식이 요약된 표를 남겨드립니다.

해결 수직 사격 연습

7m 높이에서 물체가 12m/s의 초기 속도로 수직 위쪽으로 던져졌으므로 신체는 수직 위쪽으로 던지는 것처럼 보입니다. 신체가 도달할 수 있는 최대 높이는 얼마입니까? 중력 값을 10m/s ² 에 접근합니다.

상향 수직 촬영이므로 속도가 0일 때 최대 높이에 도달합니다. 따라서 속도 방정식을 0과 동일시하여 최대 높이가 생성되는 시간을 찾을 수 있습니다.

$\begin{array}{c} v=v_0-g\cdot (t-t_0)\\[2ex]0=12-10\cdot (t-0)\\[2ex]0=12-10t \\[2ex]10t=12\\[2ex]t=\cfrac{12}{10}\\[2ex]t=1,2 \ \cfrac{m}{s}\end{array}[/latex ] Et une fois que l'on connaît le temps pendant lequel la hauteur maximale est atteinte, il suffit de substituer cet instant dans l'équation de la position du tir vertical : [latex]\begin{aligned}y&=H+v_0\cdot (t-t_0)-\cfrac{1}{2}\cdot g \cdot (t-t_0)^2\\[2ex]y&=7+ 12\cdot (1,2-0)-\cfrac{1}{2}\cdot 10 \cdot (1,2-0)^2 \\[2ex]y&=14,2 \ m\end{aligned}$

수직 촬영 및 자유 낙하

마지막으로, 수직 촬영과 자유 낙하의 차이점이 무엇인지 살펴보겠습니다. 두 가지 매우 유사한 유형의 움직임이기 때문입니다.

물리학에서 자유 낙하는 어떤 힘도 가하지 않고 높은 곳에서 물체를 떨어뜨리는 움직임을 의미합니다. 몸은 중력의 영향을 받아 수직으로 수직으로 하강하므로 공기와의 마찰을 무시합니다.

수직 던지기와 자유 낙하의 차이점은 수직 던지기에서는 신체에 초기 속도가 있는 반면, 자유 낙하에서는 일반적으로 초기 속도가 없다는 것입니다.

또한, 수직으로 던지면 몸이 위로 올라가고, 자유낙하하면 몸이 항상 아래로 내려간다.

➤ 참조: 자유 낙하의 특성