La résistance de l'air et la vitesse verticale dans des problèmes de physique
En physique, on peut calculer comment la gravité et la résistance de l'air affectent la vitesse verticale d'un objet volant. Par exemple, si vous voulez une boule de rester en l'air pendant un certain laps de temps, vous pouvez calculer à quelle vitesse il doit se déplacer lorsque vous jetez.
Sommaire
Voici quelques questions pratiques que vous pouvez essayer.
Questions pratiques
A Bottle Rocket incendies Straight Up sur le sol, atterrissant 2,8 secondes plus tard au même endroit à partir duquel il a lancé. Combien de temps après le lancement de la fusée ne atteindre son point le plus élevé, en supposant qu'il n'y a pas de résistance de l'air?
Arrondissez la réponse au dixième de seconde.
Sam lance une boule de billard de 1,2 kilogramme de droite en l'air, où il est soumis à une résistance de l'air équivalent à 10 pour cent de son poids. Si la balle atteint le sommet de son vol après 2,7 secondes, avec quelle vitesse Sam lancer la balle de billard dans l'air?
Arrondissez votre réponse au mètre près par seconde.
Réponses
Voici les réponses aux questions pratiques:
1.4 s
Lorsque lance un projectile de terres et à la même position verticale, il atteint son sommet (point le plus élevé) à mi-chemin à travers le voyage - à la fois en termes de distance horizontale parcourue et le temps de vol. Par conséquent, la fusée atteint son point le plus élevé de vol après
29 m / s
Poids est vernaculaire pour force de gravité, de sorte que la force de résistance de l'air FF est égal à 0,1Fg, où Fg est la force de gravité. Dessinez un diagramme du corps libre:
La force de frottement FF (résistance de l'air) pointe vers le bas, car le frottement oppose toujours le mouvement d'un objet, qui - sur le chemin de la balle au plus haut point - est à la hausse. Maintenant, utilisez le formulaire de la deuxième loi de Newton de force pour calculer l'accélération de la boule de billard:
Le sommet (point le plus haut) de l'arc de un projectile est l'endroit où vitesse verticale changements du projectile à partir d'un (vers le haut) valeur positive à une valeur négative (à la baisse) un. Par conséquent, sa vitesse verticale au sommet doit être de 0 mètres par seconde (le seul nombre entre positifs et négatifs). Il faut donc utiliser la formule vitesse-temps à résoudre pour la vitesse initiale de la balle au moment du lancement, 2,7 secondes avant qu'il ayant une vitesse "finale" de 0 mètres par seconde:
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