水平ショットは一定の高さから水平速度で発射体の発射と重力の作用に委ねられます。空気抵抗に関係なく、携帯電話が描く経路は放物線の弧の形状になります。
オブジェクトを水平に投影することはよくあることです。発射体はあらゆる種類の目的で発射されます:物語の最初にダムが打たれた石から、ボールスポーツで行われるものまで、そして群集が密接に続いています。
図1.速度成分が赤の水平ショット。水平成分は一定のままで、垂直成分は増加します。出典:ウィキメディア・コモンズ。
特徴
水平ショットの主な特徴は次のとおりです。
-発射体に与えられる初速度は重力に垂直です。
-移動は平面で行われるため、xとyの2つの座標を取ります。
位置、速度、飛行時間、最大水平範囲
次の開始位置を選択することにより、方程式が簡略化されます。発射サイトでx o = 0、o = 0。さらに、モバイルは水平に投影されるため、v oy = 0です。この選択により、運動方程式は次のようになります。
時間がない場合は、速度と変位を関連付ける式が役立ちます。これは垂直方向の速度に有効です。これは、水平方向が移動全体を通して一定であるためです。
飛行時間
飛行時間t flightを計算するために、移動体が地上の高さHから投影されると仮定します。基準システムの起点は打ち上げ点で選択されているため、地面に到達すると–H位置になります。これを式2に代入すると、次のようになります。
最大リーチ
水平リーチは、この時間をx(t)に代入することで得られます。
解決された演習
-解決された演習1
ヘリコプターが水平に飛行し、難民キャンプの上に食べ物が入った箱を落とすと、高度580 mを一定に保ちます。発射地点から150 mの水平距離で着陸します。検索:a)ボックスの飛行時間。
b)ヘリコプターの速度。
c)箱が地面に触れるのにどれくらいかかりましたか?
解決
a)食品が落下する高さHはH = 500 mです。このデータを使用すると、代入すると次のようになります。
b)ヘリコプターはパケットの初期水平速度vまたはxを運びます。データの1つがx maxであるためです。
c)発射体の速度は次のとおりです。
負の符号は、モバイルが下向きに動いていることを示します。
-解決された演習2
パッケージは、高さH = 500 m、200 km / hで水平に飛行する飛行機から落下し、道路上を18 km / hで走行するオープン車両に落下する必要があります。飛行機がパッケージを車両に落下するように落下させる必要があるのは、どの位置ですか?空気抵抗や風速を考慮しないでください。
図2.解決された演習のスキーム2.出典:F. Zapataにより作成。
解決
最初にすべてのユニットを国際システムに渡すことをお勧めします。
移動体には2つあります。飛行機(1)と車両(2)で、両方を見つけるために座標系を選択する必要があります。飛行機のパッケージの始点で行うと便利です。パッケージは、平面が運ぶ速度v 1で水平に投影され、車両はv 2で一定の速度で移動します。
-飛行機
-車両
パッケージフライトの期間は次のとおりです。
今回、パッケージの水平方向の変位は次のとおりです。
このとき、車両も水平に移動しました:
車両がその下を通過しているのを見たときに飛行機がパッケージをすぐに落とした場合、それはそれがその中に直接落ちることはありません。そのためには、それをさらに戻す必要があります。
参考文献
- バウアー、W。2011。工学および科学のための物理学。ボリューム1. Mc Graw Hill。74-84。
- Figueroa、D.(2005)。シリーズ:理工学のための物理学。ボリューム1.キネマティクス。Douglas Figueroa(USB)により編集117-164。
- 放物運動。回収元:phys.libretexts.org。
- レックス、A。2011。基礎物理学。ピアソン。53-58。
- Tippens、P。2011。Physics:Concepts and Applications。第7版。マグローヒル。126-131。