Ako vypočítať vzdialenosť, ktorú objekt prešiel, pomocou vektorovej kinematiky?
Zamysleli ste sa niekedy nad tým, ako ďaleko by sa guľka dostala, keby ste ju odpálili? To sa dá vypočítať nájdením uhla štartu a počiatočnej rýchlosti strely. Pokračujte v čítaní, aby ste zistili, ako na to.
- 1Zistite uhol, voči ktorému je strela vypálená, vzhľadom na zem. To sa dá dosiahnuť pomocou jednoduchého matematického kompasu.
- 2Určte počiatočnú (počiatočnú) rýchlosť strely hneď, ako opustí hlaveň zbrane. Tieto informácie možno zvyčajne nájsť na obale zbrane alebo na webovej stránke výrobcu. Počiatočná rýchlosť projektilu sa líši v závislosti od modelu zbraň a muníciu typu.
- 3Pomocou písacieho náradia a papiera zostrojte xy súradnicový systém, ktorého začiatok sa nachádza v mieste, kde guľka opúšťa hlaveň.
- 4Pomocou trigonometrie určte počiatočnú rýchlosť v smere x/y. To sa dá dosiahnuť pomocou sínusových a kosínusových funkcií. Ak je napríklad uhol spustenia 30 o, potom sínus 30 o, vynásobený počiatočnou rýchlosťou, bude počiatočnou rýchlosťou v smere y. To sa dá ľahko dosiahnuť pomocou tejto trigonometrickej funkcie na kalkulačke: sin (30) * v o. Potom zopakujte tento krok pomocou funkcie kosínus na určenie počiatočnej rýchlosti v smere x.
- 5Pomocou rovnice y = y o + v oy - 0,5 gt 2 vypočítajte čas, ktorý trvá, kým sa guľka dostane na zem. Definícia každej premennej je nasledovná: y = konečná poloha (v smere y), y o = počiatočná (poloha v smere y), voy = počiatočná rýchlosť v smere y (vypočítané v kroku 4.), g = sila gravitácie pôsobiacej na projektil (za predpokladu, že sme na Zemi, táto hodnota by mala byť (-9,80 m/s 2), a t = čas potrebný na dopad projektilu na zem. Aby bol tento krok jednoduchší, vyriešte t) pomocou nasledujúcej rovnice: t = ((y - y o - v oy)/ 0,5 g) 0,5.
- Napríklad za predpokladu, že konečná poloha y bola nulová (pretože guľka stratí hybnosť a dopadne na zem), počiatočná poloha y bola 1,5 m, počiatočná rýchlosť y bola 20 m/s a gravitačná sila (g) bola -9,80 m/s 2, guľka mala dopadnúť na zem 13,6 sekundy.
- 6Vypočítajte vzdialenosť, ktorú guľka prejde. Pomocou rovnice x = v xo t zadajte chýbajúce premenné v xo = počiatočná (v smere x) rýchlosť vypočítaná v kroku 4, t = čas, za ktorý sa strela dostane (vypočítané v kroku 5). Napríklad, ak bola počiatočná rýchlosť x 20 m/s a vysielací čas guľky bol 15 sekúnd, horizontálna vzdialenosť, ktorú strela prešla, bola 300 metrov (984,3 ft).
- Tento článok Wiki-How predpokladá, že na guľku alebo predmet v pohybe pôsobí iba gravitačná sila na Zemi, ako aj počiatočná sila, ktorá na predmet dopadá.
- Nesprávne používanie zbraní alebo projektilov môže mať za následok zranenie alebo smrť; tieto výpočty je možné vykonať bez spustenia/vypálenia projektilu jednoducho dodaním chýbajúcich premenných.
- Tento článok Wiki-How predpokladá, že sa predmet pohybuje jednoduchým parabolickým pohybom.
- Kalkulačka, strela (strela, futbal, baseball, atď.), Písacie potreby, podložka na písanie a prístup na internet (ak je počiatočná rýchlosť neznáma)
Prečítajte si tiež: Ako diskrétne dokončiť domácu úlohu pre inú triedu?
Otázky a odpovede
- Ako zistím čas letu strely, berúc do úvahy iba uhol štartu a dosah?Rozsah je R = u × u sin2 (uhol) ÷ g, kde u = počiatočná rýchlosť a g = 9,8 alebo 10. Takže pomocou vyššie uvedeného vzorca nájdete u. Potom pomocou T = 2u sin (uhol) ÷ g nájdite čas letu.
- Aký je vzorec pre rozsah v pohybe strely?R = u × u sin2 (uhol) ÷ g, kde u = počiatočná rýchlosť a uhol = uhol, o ktorý sa projektil premieta s horizontálou.
Nezodpovedané otázky
- Ako ďaleko by sa dostala guľka z pušky po tom, ako by prešla jeleňom?