HORIZONTÁLNÍ VÝSTŘEL: VLASTNOSTI, VZORCE A ROVNICE, CVIČENÍ - FYZICKÝ - 2025

Horizontální záběr je zahájení střely s vodorovnou rychlostí od určité výšky a nechá se působením gravitace. Bez ohledu na odpor vzduchu bude mít cesta popsaná mobilem tvar oblouku paraboly.

Promítání objektů vodorovně je docela běžné. Střely jsou vypuštěny pro všechny účely: od kamenů, kterými byly přehrady zasaženy na začátku příběhu, až po ty, které se prováděly v plesových sportech a těsně následovaly davy.

Obrázek 1. Horizontální snímek s rychlostními komponenty v červené barvě. Všimněte si, že horizontální komponenta zůstává konstantní, zatímco vertikální roste. Zdroj: Wikimedia Commons.

vlastnosti

Hlavní charakteristiky horizontálního záběru jsou:

- Počáteční rychlost daná projektilu je kolmá k gravitaci.

- Pohyb probíhá v rovině, takže má dvě souřadnice: xay.

Poloha, rychlost, doba letu a maximální vodorovný rozsah

Rovnice jsou zjednodušeny výběrem následujících výchozích pozic: x _o = 0 a _o = 0 v místě spuštění. Dále v _oy = 0, protože mobil je promítán vodorovně. S touto volbou jsou pohybové rovnice takto:

Pokud čas není k dispozici, je užitečná rovnice vztahující se k rychlostem a posunům. To platí pro vertikální rychlost, protože horizontální poloha zůstává během pohybu konstantní:

Doba letu

Pro výpočet doby letu t _let předpokládejte, že mobil je promítán z výšky H nad zemí. Protože počátek referenčního systému byl zvolen v bodě startu, je v poloze –H, když dosáhne země. Nahrazením v rovnici 2) získáme:

Maximální dosah

Horizontální dosah se získá nahrazením této doby v x (t):

Řešená cvičení

- Řešené cvičení 1

Vrtulník letí vodorovně a udržuje konstantní nadmořskou výšku 580 m, když spouští krabici obsahující jídlo přes uprchlický tábor. Krabice přistává ve vodorovné vzdálenosti 150 m od místa jejího spuštění. Najít: a) Čas letu boxu.

b) Rychlost vrtulníku.

c) Jak rychle se krabička dotkla země?

Řešení

a) Výška H, ​​ze které je jídlo upuštěno, je H = 500 m. S těmito údaji při nahrazování získáme:

b) Vrtulník nese počáteční horizontální rychlost v nebo _x paketu a protože jedno z dat je _xmax:

c) Rychlost střely v každém okamžiku je:

Záporné znaménko znamená, že se mobil pohybuje dolů.

- Řešené cvičení 2

Balík padá z letounu horizontálně ve výšce H = 500 ma 200 km / ha musí spadnout na otevřené vozidlo, které se pohybuje rychlostí 18 km / h po silnici. V jaké poloze musí letadlo spadnout do obalu tak, aby spadlo do vozidla? Nezohledňujte odpor vzduchu nebo rychlost větru.

Obrázek 2. Schéma řešeného cvičení 2. Zdroj: připravil F. Zapata.

Řešení

Je vhodné nejprve předat všechny jednotky mezinárodnímu systému:

Existují dva mobily: letadlo (1) a vozidlo (2) a pro jejich nalezení je nutné zvolit souřadnicový systém. Je vhodné to udělat v počátečním bodě balení v rovině. Balíček je promítnut horizontálně s rychlostí, kterou letadlo nese: v ₁, zatímco vozidlo se pohybuje v v ₂ předpokládané konstantě.

-Letoun

-Vozidlo

Doba trvání balíčku je:

V této době došlo u balíčku k horizontálnímu posunu:

V této době se vozidlo také pohybovalo vodorovně:

Pokud letadlo spadne balíček okamžitě, když vidí vozidlo, které pod ním prochází, nezpůsobí to, že do něj spadne přímo. Aby k tomu došlo, musíte ji hodit dále:

Reference

1. Bauer, W. 2011. Fyzika pro strojírenství a vědy. Svazek 1. Mc Graw Hill. 74-84.
2. Figueroa, D. (2005). Série: Fyzika pro vědu a techniku. Svazek 1. Kinematika. Editoval Douglas Figueroa (USB) 117 - 164.
3. Projektilní pohyb. Obnoveno z: phys.libretexts.org.
4. Rex, A. 2011. Základy fyziky. Pearson. 53-58.
5. Tippens, P. 2011. Fyzika: Koncepty a aplikace. 7. vydání. McGraw Hill. 126-131.