ХОРИЗОНТАЛЕН ИЗСТРЕЛ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФОРМУЛИ И УРАВНЕНИЯ, УПРАЖНЕНИЯ - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

В хоризонтален изстрел е стартирането на снаряд с хоризонтална скорост от определена височина и наляво към действието на гравитацията. Независимо от въздушното съпротивление, пътят, описан от мобилния, ще има формата на парабола дъга.

Проектирането на обекти хоризонтално е доста често. Снарядите се изстрелват за всякакви цели: от камъните, с които са били ударени язовирите в началото на историята, до тези, извършвани в спортове с топка и са следени отблизо от тълпи.

Фигура 1. Хоризонтална снимка със скоростни компоненти в червено. Забележете, че хоризонталният компонент остава постоянен, докато вертикалът се увеличава. Източник: Wikimedia Commons.

характеристики

Основните характеристики на хоризонталния изстрел са:

-Първоначалната скорост, дадена на снаряда, е перпендикулярна на гравитацията.

-Движението се извършва в равнина, така че заема две координати: x и y.

Позиция, скорост, време на полет и максимален хоризонтален обхват

Уравненията се опростяват, като се избират следните изходни позиции: x _o = 0 и _o = 0 на мястото на изстрелване. Освен това v _oy = 0, тъй като мобилният се проектира хоризонтално. При този избор уравненията на движение са следните:

Когато времето не е на разположение, полезно е уравнението, свързано със скорости и премествания. Това е валидно за вертикалната скорост, тъй като хоризонталата остава постоянна през цялото движение:

Време за полет

За да изчислите времето на полета t _полет, да предположим, че мобилният _апарат се проектира от височина H над земята. Тъй като произходът на референтната система е избран в точката на изстрелване, когато достигне земята, тя е в позиция –H. Замествайки това в уравнение 2) получаваме:

Максимален обхват

Хоризонталният обхват се получава чрез заместване на това време в x (t):

Решени упражнения

-Решено упражнение 1

Хеликоптер лети хоризонтално, поддържайки постоянно надморска височина от 580 м, когато спуска кутия с храна над бежански лагер. Кутията каца на хоризонтално разстояние от 150 м от мястото на изстрелването му. Намерете: а) Времето на полета на кутията.

б) скоростта на вертолета.

в) Колко бързо кутията докосна земята?

Решение

а) Височината H, от която пада храната, е H = 500 m. С тези данни при заместване получаваме:

б) Хеликоптерът носи началната хоризонтална скорост v или _x на пакета и тъй като един от данните е x _max:

в) Скоростта на снаряда във всеки момент е:

Отрицателният знак показва, че мобилният телефон се движи надолу.

-Решено упражнение 2

Пакет пада от самолет, който лети хоризонтално на височина H = 500 m и 200 km / h и трябва да падне върху отворено превозно средство, пътуващо с скорост 18 km / h по пътя. В какво положение самолетът трябва да изпусне пакета, така че да попадне в превозното средство? Не вземайте предвид въздушното съпротивление или скоростта на вятъра.

Фигура 2. Схема за разрешеното упражнение 2. Източник: подготвен от Ф. Сапата.

Решение

Препоръчително е първо да се предадат всички звена в Международната система:

Има два мобилни телефона: самолет (1) и превозно средство (2) и е необходимо да се избере координатна система, която да ги локализира и двете. Удобно е да го направите в началната точка на пакета в самолета. Пакетът се проектира хоризонтално със скоростта, която равнината пренася: v ₁, докато превозното средство се движи с v _2, приета за постоянна.

-Airplane

-Превозно средство

Продължителността на полетния пакет е:

През това време пакетът е имал хоризонтално изместване на:

В това време превозното средство също се е движило хоризонтално:

Ако самолетът свали пакета веднага, когато види, че превозното средство минава под него, няма да го накара да падне право в него. За да се случи това, трябва да го хвърлите по-назад:

Препратки

1. Bauer, W. 2011. Физика за инженерство и науки. Том 1. Mc Graw Hill. 74-84.
2. Figueroa, D. (2005). Серия: Физика за наука и инженерство. Том 1. Кинематика. Редактиран от Дъглас Фигероа (USB). 117 - 164.
3. Движение на снаряда. Възстановено от: phys.libretexts.org.
4. Рекс, А. 2011. Основи на физиката. Пиърсън. 53-58.
5. Tippens, P. 2011. Физика: концепции и приложения. 7-мо издание. McGraw Hill. 126-131.