HORISONTELLT SKOTT: EGENSKAPER, FORMLER OCH EKVATIONER, ÖVNINGAR - FYSISK - 2025

Det horisontella skottet är lanseringen av en projektil med horisontell hastighet från en viss höjd och lämnad till tyngdkraften. Oavsett luftmotstånd kommer banan som beskrivs av mobilen att ha formen av en parabolbåge.

Att projicera objekt horisontellt är ganska vanligt. Projektilerna lanseras för alla typer av ändamål: från de stenar som dammarna slogs till i början av historien, till de som utförs i bollsporter och följs noggrant av folkmassor.

Bild 1. Horisontellt skott med hastighetskomponenter i rött. Lägg märke till att den horisontella komponenten förblir konstant medan vertikalen ökar. Källa: Wikimedia Commons.

egenskaper

De huvudsakliga egenskaperna hos det horisontella skottet är:

-Initialhastigheten som ges till projektilen är vinkelrätt mot tyngdkraften.

-Rörelsen sker i ett plan, så det tar två koordinater: x och y.

Position, hastighet, tid för flygning och maximalt horisontellt område

Ekvationerna förenklas genom att välja följande startpositioner: x _o = 0 och _o = 0 på startplatsen. Vidare v _oy = 0, eftersom mobilen projiceras horisontellt. Med detta val är rörelsekvationerna så här:

När tiden inte är tillgänglig är ekvationsrelaterade hastigheter och förskjutningar användbara. Detta gäller för den vertikala hastigheten, eftersom horisontalen förblir konstant under hela rörelsen:

Flygtid

För att beräkna flygtiden t _flygning antar du att mobilen projiceras från en höjd H över marken. Eftersom referenssystemets ursprung har valts vid startpunkten, när det når marken är det i –H-läget. Genom att ersätta detta i ekvation 2) får vi:

Maximal räckvidd

Den horisontella räckvidden erhålls genom att ersätta denna tid i x (t):

Lösta övningar

-Löst övning 1

En helikopter flyger horisontellt och håller en konstant höjd på 580 m när den tappar en låda med mat över ett flyktingläger. Lådan landar på ett horisontellt avstånd på 150 m från startpunkten. Hitta: a) Boxens flygtid.

b) Helikopterns hastighet.

c) Hur snabbt rörde lådan marken?

Lösning

a) Höjden H från vilken maten släpps är H = 500 m. Med dessa data, när vi ersätter, får vi:

b) Helikoptern har den ursprungliga horisontella hastigheten v eller _x i paketet och eftersom en av data är x _max :

c) Projektilens hastighet när som helst är:

Det negativa tecknet indikerar att mobilen rör sig nedåt.

-Löst övning 2

Ett paket faller från ett flygplan som flyger horisontellt i en höjd H = 500 m och 200 km / h och måste falla på ett öppet fordon som kör 18 km / h på vägen. I vilken position måste planet släppa paketet så att det faller in i fordonet? Ta inte hänsyn till luftmotstånd eller vindhastighet.

Bild 2. Schema för den lösta övningen 2. Källa: utarbetad av F. Zapata.

Lösning

Det är lämpligt att först skicka alla enheter till det internationella systemet:

Det finns två mobiler: plan (1) och fordon (2) och det är nödvändigt att välja ett koordinatsystem för att lokalisera båda. Det är bekvämt att göra det vid startpunkten för paketet på planet. Paketet projiceras horisontellt med hastigheten som planet bär: v ₁ , medan fordonet rör sig med v ₂ antas konstant.

-Flygplan

-Fordon

Paketflygningens varaktighet är:

Under denna tid har paketet upplevt en horisontell förskjutning av:

Under denna tid har fordonet också rört sig horisontellt:

Om planet tappar paketet omedelbart när det ser fordonet passera under det kommer det inte att falla rätt i det. För att det ska hända måste du kasta det längre tillbaka:

referenser

1. Bauer, W. 2011. Fysik för teknik och vetenskap. Volym 1. Mc Graw Hill. 74-84.
2. Figueroa, D. (2005). Serie: Fysik för vetenskap och teknik. Volym 1. Kinematik. Redigerad av Douglas Figueroa (USB). 117 - 164.
3. Kaströrelse. Återställd från: phys.libretexts.org.
4. Rex, A. 2011. Fundamentals of Physics. Pearson. 53-58.
5. Tippens, P. 2011. Fysik: begrepp och tillämpningar. 7: e upplagan. McGraw Hill. 126-131.