VERTICAL SHOT: FORMULA, EQUATION, HALIMBAWA - PISIKAL - 2025

Ang vertical shot ay isang kilusan na nagaganap sa ilalim ng pagkilos ng isang patlang na puwersa, na karaniwang sa grabidad, at maaaring paitaas o pababa. Kilala rin ito sa pamamagitan ng pangalan ng vertical na paglulunsad.

Ang pinaka-agarang halimbawa ay ang pagkahagis (o pababa kung gusto mo) ng isang bola gamit ang kamay, siyempre, siguraduhin na gawin ito sa isang patayong direksyon. Ang pagwawalang-bahala sa paglaban sa hangin, ang paggalaw na sinusunod ng bola ay perpektong sumasang-ayon sa modelo ng Uniformly varyed Rectilinear Motion (MRUV).

Larawan 1. Ang pagtapon ng bola nang patayo pataas ay isang mabuting halimbawa ng isang vertical na pagtapon. Pinagmulan: Mga pexels.

Ang vertical shot ay isang kilusang malawak na pinag-aralan sa mga panimulang kurso sa pisika, dahil ito ay isang halimbawa ng paggalaw sa isang sukat, isang napaka-simple at kapaki-pakinabang na modelo.

Ang modelong ito ay hindi lamang maaaring magamit upang pag-aralan ang mga kinematics ng mga bagay sa ilalim ng pagkilos ng gravity, ngunit din, tulad ng makikita sa ibang pagkakataon, inilarawan ang paggalaw ng mga partikulo sa gitna ng isang pantay na patlang ng kuryente.

Mga formula at equation

Ang unang bagay na kailangan mo ay isang coordinate system upang markahan ang pinagmulan at lagyan ng label ito ng isang sulat, na sa kaso ng mga vertical na paggalaw ay ang titik na "y".

Kung gayon ang positibong direksyon + ay napili, na sa pangkalahatan paitaas at ang –ang direksyon ay karaniwang dadalhin pababa (tingnan ang figure 2). Ang lahat ng ito maliban kung ang problema ng solver ay nagpapasya kung hindi man, dahil ang isa pang pagpipilian ay ang gawin ang direksyon ng kilusan bilang positibo, kahit anong mangyari.

Larawan 2. Karaniwang palatandaan ng pag-sign sa patayong pagbaril Pinagmulan: F. Zapata.

Sa anumang kaso, inirerekumenda na ang pinagmulan ay nag-tutugma sa punto ng paglulunsad at _o , dahil sa ganitong paraan pinasimple ang mga equation, kahit na ang anumang nais na posisyon ay maaaring gawin upang simulan ang pag-aaral ng kilusan.

Vertical na mga equation na ihagis

Kapag naitatag ang coordinate system at ang pinagmulan, pumunta kami sa mga equation. Ang mga magnitude na naglalarawan ng kilusan ay:

-Inisyal na bilis v _o

-Acceleration na

-Speed v

-Inisyal na posisyon x _o

-Pagtuturo x

-Paglalagay D x

-Time t

Lahat maliban sa oras ay mga vectors, ngunit dahil ito ay isang one-dimensional na paggalaw na may isang tiyak na direksyon, ang mahalaga kung gayon ay ang paggamit + o - mga palatandaan upang ipahiwatig kung saan pupunta ang magnitude na pinag-uusapan. Sa kaso ng vertical draft, ang gravity ay laging bumababa at, maliban kung tinukoy, ito ay itinalaga ng isang tanda -.

Ang mga sumusunod ay ang mga equation na inangkop para sa vertical draft, ang pagpapalit ng "x" para sa "y" at "a" para sa "g". Bilang karagdagan, ang pag-sign (-) na nauugnay sa gravity na nakadirekta pababa ay isasama nang sabay-sabay:

1) Posisyon : y = y _o + v _o .t - ½ gt ²

2) bilis : v = v _o - gt

3) bilis ng pagpapaandar ng isang paglilipat acement y : v ² = v _o ² - 2.g. Δ at

Mga halimbawa

Nasa ibaba ang mga halimbawa ng aplikasyon para sa patayong pagbaril. Sa resolusyon nito, ang mga sumusunod ay dapat isaalang-alang:

- "g" ay may isang palaging halaga na sa average ay 9.8 m / s ² o humigit-kumulang na 10 m / s ² kung ginustong upang mapadali ang mga kalkulasyon kung hindi kinakailangan ang sobrang katumpakan.

-Kapag ang v _o ay 0, ang mga equation na ito ay nabawasan sa mga libreng pagkahulog.

-Kung ang paglulunsad ay paitaas, ang bagay ay kailangang magkaroon ng isang paunang bilis na nagpapahintulot sa paglipat nito. Sa sandaling paggalaw, ang bagay ay umabot sa isang maximum na taas na depende sa kung gaano kalaki ang paunang bilis. Siyempre, mas mataas ang taas, mas maraming oras ang gagastusin sa hangin.

-Ang bagay ay bumalik sa panimulang punto na may parehong bilis na kung saan ito ay itinapon, ngunit ang bilis ay nakadirekta pababa.

-Para sa isang patayong pagbaba ng paglulunsad, mas mataas ang paunang bilis, mas maaga ang bagay ay pindutin ang lupa. Narito ang distansya na naglakbay ay nakatakda ayon sa taas na napili para sa paglulunsad.

-Sa patayong pagbaril paitaas, ang oras na aabutin para sa mobile na maabot ang maximum na taas ay kinakalkula sa pamamagitan ng paggawa ng v = 0 sa equation 2) ng nakaraang seksyon. Ito ang maximum na oras ng _max :

-Ang maximum na taas at _max ay na-clear mula sa equation 3) ng nakaraang seksyon sa pamamagitan ng paggawa din ng v = 0:

Kung y _o = 0, binabawasan nito ang:

Nagawa na halimbawa 1

Ang isang bola na may v _o = 14 m / s ay itinatayo patayo pataas mula sa tuktok ng isang 18 m mataas na gusali. Pinahihintulutan ang bola na ipagpatuloy ang daan patungo sa bangketa. Kalkulahin:

a) Ang maximum na taas na naabot ng bola na may paggalang sa lupa.

b) Ang oras na ito ay nasa hangin (oras ng paglipad).

Larawan 3. Ang isang bola ay itinapon nang patayo pataas mula sa bubong ng isang gusali. Pinagmulan: F. Zapata.

Solusyon

Ipinapakita ng figure ang pagtaas at pagbaba ng mga paggalaw ng bola nang hiwalay para sa kaliwanagan, ngunit ang parehong nangyayari sa parehong linya. Ang paunang posisyon ay nakuha sa y = 0, kaya ang pangwakas na posisyon ay y = - 18 m.

a) Ang pinakamataas na taas na sinusukat mula sa bubong ng gusali ay y _max = v _o ² / 2g at mula sa pahayag binasa na ang paunang tulin ay +14 m / s, kung gayon:

Pagsusulat:

Ito ay isang equation ng pangalawang degree na madaling malutas sa tulong ng isang calculator pang-agham o gamit ang solver. Ang mga solusyon ay: 3.82 at -0.96. Ang negatibong solusyon ay itinapon mula noong, dahil ito ay isang oras, kulang ito ng pang-unawa.

Ang oras ng paglipad ng bola ay 3.82 segundo.

Nagawa na halimbawa 2

Ang isang positibong sisingilin na butil na may q = +1.2 millicoulombs (mC) at masa m = 2.3 x 10 ^-10 Kg ay inaasahang patayo paitaas, na nagsisimula sa posisyon na ipinapakita sa figure at may paunang bilis ng v _o = 30 km / s.

Sa pagitan ng mga sisingilin na plato mayroong isang pantay na patlang ng kuryente E , na nakadirekta patayo pababa at may lakas na 780 N / C. Kung ang distansya sa pagitan ng mga plato ay 18 cm, sasabog ba ang maliit na butil sa tuktok na plato? Ipagwalang-bahala ang pag-akit ng gravitational sa butil, dahil ito ay lubos na magaan.

Figure 4. Ang isang positibong sisingilin na butil ay gumagalaw sa isang paraan na katulad ng isang bola na itinapon nang patayo pataas, kapag ito ay nalubog sa electric field sa figure. Pinagmulan: binago ni F. Zapata mula sa Wikimedia Commons.

Solusyon

Sa problemang ito ang electric field E ay ang gumagawa ng isang puwersa F at ang kahihinatnan na pabilis. Bilang positibong sisingilin, ang butil ay palaging naaakit sa mas mababang plato, gayunpaman kapag inaasahang patayo ito pataas ay maaabot ang isang maximum na taas at pagkatapos ay bumalik sa ibabang plato, tulad ng bola sa mga nakaraang halimbawa.

Sa pamamagitan ng kahulugan ng larangan ng kuryente:

Kailangan mong gamitin ang katumbas na ito bago ang pagpapalit ng mga halagang:

Kaya ang pagpabilis ay:

Para sa pinakamataas na taas, ginagamit ang pormula mula sa nakaraang seksyon, ngunit sa halip na gamitin ang "g", ginamit ang pabilis na halaga na ito:

at _max = v _o ² / 2a = (30,000 m / s) ² /2 x 4.07 X 10 ⁹ m / s ² = 0.11 m = 11 cm

Hindi ito bumangga sa itaas na plato, dahil ito ay 18 cm mula sa panimulang punto, at ang maliit na butil ay umaabot lamang ng 11 cm.

Mga Sanggunian

1. Kirkpatrick, L. 2007. Physics: Isang Tumingin sa Mundo. 6 ^{ta Pag-} edit na pinaikling. Pag-aaral ng Cengage. 23 - 27.
2. Rex, A. 2011. Mga Batayan ng Pisika. Pearson. 33 - 36
3. Mga Luha, Zemansky. 2016. Unibersidad sa Unibersidad na may Makabagong Pisika. ^Ika- 14 . Ed. Volume 1. 50 - 53.
4. Serway, R., Vulle, C. 2011. Mga Batayang Pangkatangay ng Pisika. 9 ^na Ed. Cengage Learning. 43 - 55.
5. Wilson, J. 2011. Pisika 10. Edukasyon sa Pearson. 133-149.