- egenskaber
- Position, hastighed, flyvningstid og maksimal vandret rækkevidde
- Flytid
- Maksimal rækkevidde
- Løst øvelser
- -Løst øvelse 1
- Løsning
- -Løst øvelse 2
- Løsning
- Referencer
Det horisontale skud er lanceringen af et projektil med vandret hastighed fra en bestemt højde og overladt til tyngdekraften. Uanset luftmodstanden vil stien beskrevet af mobilen have form af en parabolabue.
At projicere objekter vandret er ret almindeligt. Projektilerne er lanceret til alle slags formål: fra stenene, som dæmningerne blev slået til i begyndelsen af historien, til dem, der blev udført i boldsport og følges nøje af skarer.
Figur 1. Vandret billede med hastighedskomponenter i rødt. Bemærk, at den vandrette komponent forbliver konstant, mens lodret stiger. Kilde: Wikimedia Commons.
egenskaber
De vigtigste egenskaber ved det vandrette skud er:
-Den oprindelige hastighed, der er givet til projektilet, er vinkelret på tyngdekraften.
-Bevægelsen finder sted i et plan, så det tager to koordinater: x og y.
Position, hastighed, flyvningstid og maksimal vandret rækkevidde
Ligningerne forenkles ved at vælge følgende startpositioner: x o = 0 og o = 0 på startstedet. Desuden v oy = 0, da mobilen projiceres vandret. Med dette valg er bevægelsesligningerne sådan:
Når tiden ikke er tilgængelig, er ligningens hastigheder og forskydninger nyttige. Dette gælder for den lodrette hastighed, da vandret forbliver konstant gennem hele bevægelsen:
Flytid
For at beregne flyvetid t- fly, skal du antage, at mobilen projiceres fra en højde H over jorden. Da referencesystemets oprindelse er valgt ved startpunktet, når det når jorden, er det i –H-positionen. Ved at erstatte dette i ligning 2) opnår vi:
Maksimal rækkevidde
Den vandrette rækkevidde opnås ved at erstatte denne tid i x (t):
Løst øvelser
-Løst øvelse 1
En helikopter flyver vandret og opretholder en konstant højde på 580 m, når den falder en kasse, der indeholder mad over en flygtningelejr. Kassen lander i en vandret afstand på 150 m fra startpunktet. Find: a) Kassens flytid.
b) Helikopternes hastighed.
c) Hvor hurtigt rørte kassen jorden?
Løsning
a) Højden H, hvorfra maden faldes, er H = 500 m. Med disse data, når vi erstatter, får vi:
b) Helikopteren bærer den indledende vandrette hastighed v eller x af pakken, og da en af dataene er x max:
c) Projektilets hastighed på ethvert øjeblik er:
Det negative tegn angiver, at mobilen bevæger sig nedad.
-Løst øvelse 2
En pakke falder fra et fly, der flyver vandret i en højde H = 500 m og 200 km / t og skal falde på et åbent køretøj, der kører 18 km / t på vejen. I hvilken position skal flyet slippe pakken, så den falder ned i køretøjet? Tag ikke hensyn til luftmodstand eller vindhastighed.
Figur 2. Skema til den løste øvelse 2. Kilde: udarbejdet af F. Zapata.
Løsning
Det anbefales at først overføre alle enheder til det internationale system:
Der er to mobiler: fly (1) og køretøj (2), og det er nødvendigt at vælge et koordinatsystem for at lokalisere dem begge. Det er praktisk at gøre det ved udgangspunktet for pakken i flyet. Pakken projiceres vandret med den hastighed, som planet bærer: v 1, mens køretøjet bevæger sig med v 2 antaget konstant.
-Fly
-Køretøj
Varigheden af pakkerejsen er:
På dette tidspunkt har pakken oplevet en vandret forskydning af:
I denne tid har køretøjet også bevæget sig vandret:
Hvis flyet straks falder pakken, når det ser køretøjet passere under det, får det ikke til at falde lige ind i det. For at det skal ske, skal du kaste det længere tilbage:
Referencer
- Bauer, W. 2011. Fysik til ingeniørvidenskab og videnskaber. Bind 1. Mc Graw Hill. 74-84.
- Figueroa, D. (2005). Serie: Fysik til videnskab og teknik. Bind 1. Kinematik. Redigeret af Douglas Figueroa (USB). 117 - 164.
- Projektilbevægelse. Gendannes fra: phys.libretexts.org.
- Rex, A. 2011. Fundamentals of Physics. Pearson. 53-58.
- Tippens, P. 2011. Fysik: koncepter og applikationer. 7. udgave. McGraw Hill. 126-131.