ภาพแนวนอน: ลักษณะสูตรและสมการแบบฝึกหัด - กายภาพ - 2025

การยิงในแนวนอนคือการยิงกระสุนปืนด้วยความเร็วแนวนอนจากความสูงที่กำหนดและปล่อยไปตามแรงโน้มถ่วง โดยไม่คำนึงถึงความต้านทานของอากาศเส้นทางที่อธิบายโดยมือถือจะมีรูปร่างของส่วนโค้งพาราโบลา

การฉายวัตถุในแนวนอนเป็นเรื่องปกติธรรมดา ขีปนาวุธเปิดตัวเพื่อวัตถุประสงค์ทุกประเภทตั้งแต่ก้อนหินที่สร้างเขื่อนในตอนต้นเรื่องไปจนถึงกีฬาลูกบอลและมีฝูงชนตามมาอย่างใกล้ชิด

รูปที่ 1. ภาพแนวนอนที่มีส่วนประกอบของความเร็วเป็นสีแดง สังเกตว่าองค์ประกอบแนวนอนยังคงคงที่ในขณะที่แนวตั้งเพิ่มขึ้น ที่มา: Wikimedia Commons

ลักษณะเฉพาะ

ลักษณะสำคัญของการถ่ายภาพแนวนอนคือ:

- ความเร็วเริ่มต้นที่กำหนดให้กับโพรเจกไทล์นั้นตั้งฉากกับแรงโน้มถ่วง

- การเคลื่อนที่เกิดขึ้นในระนาบดังนั้นจึงต้องใช้สองพิกัด: x และ y

ตำแหน่งความเร็วเวลาบินและช่วงแนวนอนสูงสุด

สมการจะง่ายขึ้นโดยการเลือกตำแหน่งเริ่มต้นต่อไปนี้: x _o = 0 และ_o = 0 ที่ไซต์เรียกใช้งาน นอกจากนี้ v _oy = 0 เนื่องจากอุปกรณ์เคลื่อนที่ถูกฉายในแนวนอน ด้วยตัวเลือกนี้สมการการเคลื่อนที่จะเป็นดังนี้:

เมื่อไม่มีเวลาสมการเกี่ยวกับความเร็วและการกระจัดจะมีประโยชน์ สิ่งนี้ใช้ได้สำหรับความเร็วแนวตั้งเนื่องจากแนวนอนยังคงคงที่ตลอดการเคลื่อนไหว:

เวลาบิน

ในการคำนวณเวลาบิน t _{เที่ยวบิน}สมมติว่าโทรศัพท์เคลื่อนที่ถูกคาดการณ์จากความสูง H เหนือพื้นดิน เนื่องจากจุดเริ่มต้นของระบบอ้างอิงได้ถูกเลือกไว้ที่จุดปล่อยเมื่อถึงพื้นจึงอยู่ในตำแหน่ง –H แทนที่สิ่งนี้ในสมการ 2) เราได้รับ:

การเข้าถึงสูงสุด

ระยะเอื้อมในแนวนอนหาได้จากการแทนที่เวลานี้ด้วย x (t):

แบบฝึกหัดที่แก้ไข

- แบบฝึกหัดที่แก้ไข 1

เฮลิคอปเตอร์ลำหนึ่งบินในแนวนอนโดยรักษาระดับความสูงคงที่ 580 ม. เมื่อทิ้งกล่องบรรจุอาหารลงเหนือค่ายผู้ลี้ภัย กล่องลงจอดที่ระยะแนวนอน 150 ม. จากจุดเริ่มต้น ค้นหา: a) เวลาบินของกล่อง

b) ความเร็วของเฮลิคอปเตอร์

c) กล่องสัมผัสพื้นเร็วแค่ไหน?

สารละลาย

ก) ความสูง H จากที่ทิ้งอาหารคือ H = 500 ม. ด้วยข้อมูลนี้เมื่อทำการแทนที่เราจะได้รับ:

b) เฮลิคอปเตอร์มีความเร็วแนวนอนเริ่มต้น v หรือ_xของแพ็กเก็ตและเนื่องจากข้อมูลใดข้อมูลหนึ่งคือ x _max :

c) ความเร็วของกระสุนปืนในช่วงเวลาใด ๆ คือ:

เครื่องหมายลบแสดงว่ามือถือกำลังเคลื่อนที่ลง

- การออกกำลังกายที่ได้รับการแก้ไข 2

พัสดุตกจากเครื่องบินที่บินในแนวนอนที่ความสูง H = 500 ม. และ 200 กม. / ชม. และต้องตกบนรถโล่งที่เดินทางด้วยความเร็ว 18 กม. / ชม. บนท้องถนน เครื่องบินจะต้องวางสิ่งของในตำแหน่งใดจึงจะตกลงไปในยานพาหนะ? อย่าคำนึงถึงแรงต้านของอากาศหรือความเร็วลม

รูปที่ 2. โครงร่างสำหรับแบบฝึกหัดที่ได้รับการแก้ไขแล้ว 2. ที่มา: จัดทำโดย F. Zapata

สารละลาย

ขอแนะนำให้ส่งหน่วยทั้งหมดไปยังระบบสากลก่อน:

มีโทรศัพท์มือถือสองเครื่อง: เครื่องบิน (1) และยานพาหนะ (2) และจำเป็นต้องเลือกระบบพิกัดเพื่อค้นหาทั้งสองระบบ สะดวกในการทำที่จุดเริ่มต้นของหีบห่อบนเครื่องบิน แพ็กเกจจะถูกคาดการณ์ในแนวนอนด้วยความเร็วที่เครื่องบินบรรทุก: v ₁ในขณะที่ยานพาหนะเคลื่อนที่ที่v ₂ถือว่าคงที่

-เครื่องบิน

- ยานพาหนะ

ระยะเวลาของแพ็กเกจเที่ยวบินคือ:

ในเวลานี้แพคเกจพบการกระจัดในแนวนอนของ:

ในเวลานี้ยานพาหนะได้เคลื่อนที่ในแนวนอนเช่นกัน:

หากเครื่องบินทิ้งหีบห่อทันทีเมื่อเห็นยานพาหนะแล่นผ่านใต้ท้องเครื่องบินเครื่องบินจะไม่ตกลงไปในนั้น เพื่อที่จะเกิดขึ้นคุณต้องโยนมันกลับไป:

อ้างอิง

1. Bauer, W. 2011. Physics for Engineering and Sciences. เล่มที่ 1. Mc Graw Hill. 74-84.
2. Figueroa, D. (2005). ซีรี่ส์: ฟิสิกส์สำหรับวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม เล่มที่ 1. Kinematics. แก้ไขโดย Douglas Figueroa (USB) 117 - 164.
3. การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ สืบค้นจาก: phys.libretexts.org.
4. Rex, A. 2011. ความรู้พื้นฐานทางฟิสิกส์. เพียร์สัน 53-58.
5. Tippens, P. 2011. Physics: Concepts and Applications. ฉบับที่ 7 McGraw Hill 126-131.