▷ Горизонтальный параболический бросок (или горизонтальный бросок)

В этой статье объясняется, что такое горизонтальный параболический бросок, также называемый горизонтальным броском или горизонтальным броском, в физике и каковы его характеристики. Кроме того, вы найдете формулы для горизонтального параболического выстрела, а также конкретный пошаговый пример.

Что такое горизонтальная параболическая тяга?

Горизонтальный параболический бросок , горизонтальный бросок или горизонтальный бросок — это движение в форме параболы, которое начинается с высоты и начальная скорость горизонтальная.

Горизонтальный параболический бросок представляет собой объединение двух движений: вертикального движения — MRU и горизонтального движения — MRUA .

Например, бросок мяча горизонтально с крыши здания – это горизонтальный параболический бросок. Мяч начинает движение с высоты, его начальная скорость полностью горизонтальна и за счет силы тяжести он совершает параболическое движение, то есть это горизонтальный параболический выстрел.

горизонтальный параболический выстрел, горизонтальный выстрел, горизонтальный выстрел

Характеристики горизонтального параболического выстрела

Раз уж мы увидели определение горизонтального параболического броска в физике, давайте посмотрим, каковы характеристики этого типа движения.

Основной характеристикой горизонтального параболического выстрела является то, что траектория, описываемая мобилем, представляет собой параболу.
Аналогично, горизонтальный параболический выстрел характеризуется полностью горизонтальной начальной скоростью.
Параболическая траектория горизонтального параболического выстрела обусловлена ускорением силы тяжести. Сначала вертикальная составляющая скорости равна нулю, поэтому тело движется горизонтально, но под действием силы тяжести вертикальная скорость становится все более отрицательной и в результате тело идет вниз.
При этом горизонтальная составляющая скорости горизонтального параболического выстрела постоянна, а вертикальная составляющая скорости уменьшается (становится все более отрицательной).
Таким образом, горизонтальный параболический бросок представляет собой объединение двух типов движений: горизонтальное движение представляет собой равномерное прямолинейное движение (МРУ) и, с другой стороны, вертикальное движение представляет собой равноускоренное прямолинейное движение (МРУА).
В физике при горизонтальном параболическом выстреле трением тела о воздух на протяжении всего движения пренебрегают.

Формулы горизонтального параболического выстрела

Ниже приведены формулы (или уравнения) для горизонтального параболического выстрела. Эти формулы помогут нам решить задачи горизонтальной параболической тяги.

Позиция

В горизонтальной параболической плоскости горизонтальная составляющая положения определяется формулой равномерного прямолинейного движения (MRU), а выражением вертикальной составляющей положения является формула равноускоренного прямолинейного движения (MRUA). Таким образом, уравнения, описывающие траекторию горизонтального параболического выстрела, имеют следующий вид:

$\begin{cases}x=v_0\cdot t \\[2ex]y=h -\cfrac{1}{2}\cdot g\cdot t^2\end{cases}$

Золото:

$x$

— горизонтальная координата тела.
$y$

– вертикальная координата тела.
$v_0$

это начальная скорость.
$t$

это прошедшее время.
$h$

– начальная высота тела.
$g$

– ускорение свободного падения, величина которого равна 9,81 м/с ² .

Скорость

В горизонтальном параболическом выстреле горизонтальная составляющая скорости постоянна на всем протяжении траектории и эквивалентна значению начальной скорости.

С другой стороны, вертикальная составляющая горизонтального параболического выстрела определяется уравнением равноускоренного прямолинейного движения. Таким образом, вертикальная составляющая скорости равна минус ускорению силы тяжести, умноженному на прошедшее время.

$\begin{cases}v_x=v_0 \\[2ex]v_y=-g\cdot t\end{cases}$

Золото:

$v_x$

– горизонтальная составляющая скорости.
$v_y$

– вертикальная составляющая скорости.
$v_0$

это начальная скорость.
$t$

это прошедшее время.
$g$

– ускорение свободного падения, величина которого равна 9,81 м/с ² .

Ускорение

Во всех горизонтальных параболических плоскостях ускорение тела всегда имеет одну и ту же величину. Горизонтальная составляющая ускорения равна нулю, а вертикальная составляющая ускорения представляет собой значение силы тяжести с отрицательным знаком (поскольку это отрицательное ускорение).

$\begin{cases}a_x=0 \\[2ex]a_y=-g\end{cases}$

Золото:

$a_x$

– горизонтальная составляющая ускорения.
$a_y$

– вертикальная составляющая ускорения.
$g$

– ускорение свободного падения, величина которого равна 9,81 м/с ² .

Время полета

Время полета — это время, за которое тело, совершающее горизонтальный параболический выстрел, коснется земли. Следовательно, время полета — это время от момента начала движения тела по параболе до момента его падения на землю.

Итак, формула расчета времени полета горизонтального параболического выстрела выглядит следующим образом:

$\displaystyle t_{vol}=\sqrt{\frac{2h}{g}}$

Золото:

$t_{flight}$

это время полета.
$h$

– начальная высота тела.
$g$

– ускорение свободного падения, величина которого равна 9,81 м/с ² .

См. демонстрацию формулы

Когда тело упадет на землю, вертикальная координата его положения будет равна нулю. Итак, чтобы рассчитать время полета, нужно уравнение вертикального положения горизонтального параболического выстрела принять равным нулю, а затем решить уравнение для времени.

$y=h -\cfrac{1}{2}\cdot g\cdot t^2$

$0=h -\cfrac{1}{2}\cdot g\cdot t_{vol}^2$

$\cfrac{1}{2}\cdot g\cdot t_{vol}^2=h$

$t_{vol}^2=\cfrac{2h}{g}$

$\displaystyle t_{vol}=\sqrt{\frac{2h}{g}}$

Горизонтальный прицел

Максимальная горизонтальная дальность будет достигнута, когда тело коснется земли, момент, эквивалентный времени полета. Поэтому для расчета горизонтальной дальности сначала необходимо снять время полета и в дальнейшем значение времени полета подставить в уравнение горизонтального положения горизонтального параболического выстрела.

$x_{m\'ax}=v_0\cdot t_{vol}$

Золото:

$x_{m\'ax}$

это максимальный горизонтальный диапазон.
$v_0$

это начальная скорость.
$t_{flight}$

это время полета.

Краткое изложение формул горизонтального параболического чертежа

Подводя итог, мы оставляем вам таблицу со всеми формулами для горизонтального параболического выстрела:

формулы горизонтальной параболической проекции

Решаемое упражнение по стрельбе по горизонтальной параболе.

Чтобы лучше усвоить изложенные концепции, ниже вы найдете пошаговое упражнение по горизонтальному параболическому броску.

Мяч брошен горизонтально с высоты 8 метров с начальной скоростью 6 м/с. Рассчитайте следующее, пренебрегая трением воздуха во всей задаче и приближая значение силы тяжести к 10 м/с ² .
1. Время, когда мяч находится в воздухе.
2. Горизонтальное расстояние, которое проходит мяч, пока не упадет на землю.
3. Величина скорости, с которой мяч ударяется о землю.

Чтобы найти время полета, просто примените формулу, которую мы видели выше:

$\begin{aligned}\displaystyle t_{vol}&=\sqrt{\frac{2h}{g}}\\[2ex]t_{vol}&=\sqrt{\frac{2\cdot 8} {10}}\\[2ex]t_{vol}&=1,26 \ s\end{aligned}$

Зная время полета, мы можем определить максимальную горизонтальную дальность, подставив значение времени полета в уравнение для горизонтальной составляющей положения.

$\begin{aligned}x_{m\'ax}&=v_0\cdot t_{vol}\\[2ex]x_{m\'ax}&=6\cdot 1.26\\[2ex]x_ {m \'ax}&=7.56 \ m\end{aligned}$

Чтобы вычислить конечную скорость, нам необходимо определить ее горизонтальную составляющую и вертикальную составляющую в последний момент. Горизонтальная составляющая постоянна на протяжении всей траектории и представляет собой значение начальной скорости.

$v_x=v_0=6 \ \cfrac{m}{s}$

С другой стороны, чтобы найти вертикальную составляющую скорости, применим соответствующее ей уравнение:

$\begin{aligned}v_{y_f}&=-g\cdot t_{flight}\\[2ex]v_{y_f}&=-10\cdot 1.26\\[2ex]v_{y_f}& =- 12.6 \ \cfrac{m}{s}\end{aligned}$

Таким образом, величина скорости равна квадратному корню из суммы квадратов ее составляющих вектора:

$\begin{aligned}|v_f|&=\sqrt{v_x^2+v_{y_f}^2}\\[2ex]|v_f|&=\sqrt{6^2+(-12,6) ^2}\\[2ex]|v_f|&=13.96 \ \cfrac{m}{s}\end{aligned}$

Горизонтальный параболический выстрел и наклонный параболический выстрел

Наконец, давайте посмотрим, в чем разница между горизонтальным параболическим выстрелом и косым параболическим выстрелом, поскольку это два типа параболических движений, которые можно спутать.

Косой параболический бросок — это движение тела, которое сначала поднимается, а затем опускается, продвигаясь горизонтально. Другими словами, траектория косого параболического выстрела представляет собой полную параболу.

Разница между горизонтальным параболическим выстрелом и наклонным параболическим выстрелом заключается в начальной скорости. При горизонтальном параболическом выстреле начальная скорость горизонтальна, однако при косом параболическом выстреле дульная скорость образует положительный угол с горизонтальной осью.

Таким образом, траектория горизонтального параболического выстрела начинается полностью горизонтально, а траектория косого параболического выстрела начинается под углом к горизонтальной оси, поскольку начальная скорость имеет горизонтальную и вертикальную составляющие.

Кроме того, если наклонный параболический выстрел начинается с земли, горизонтальный параболический выстрел начинается в середине наклонного параболического выстрела. Поэтому максимальная дальность и время полета горизонтального параболического выстрела составляют половину максимальной дальности и времени полета косого параболического выстрела.

горизонтальный параболический бросок и наклонный параболический бросок

➤ См.: Косой параболический снимок.

Что такое горизонтальная параболическая тяга?

Характеристики горизонтального параболического выстрела

Формулы горизонтального параболического выстрела

Позиция

Скорость

Ускорение

Время полета

Горизонтальный прицел

Краткое изложение формул горизонтального параболического чертежа

Решаемое упражнение по стрельбе по горизонтальной параболе.

Горизонтальный параболический выстрел и наклонный параболический выстрел

Оставить комментарий Отменить ответ