Free Fall vs Projectile Motion
Voľný pád a pohyb strely sú dva veľmi dôležité pojmy diskutované v rámci mechaniky. Tieto dva javy majú mimoriadny význam a zohrávajú dôležitú úlohu v oblastiach, ako sú vesmírny prieskum, meteorologické systémy, letectvo, vojenské aplikácie alebo dokonca šport. Aby bolo možné v týchto oblastiach vyniknúť, je nevyhnutné jasne pochopiť tieto pojmy. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo sú voľný pád a pohyb strely, ich aplikácie, podobnosti medzi týmito dvoma, definície voľného pádu a pohybu strely a nakoniec rozdiel medzi voľným pádom a pohybom strely.
Čo je voľný pád?
Voľný pád sa popisuje ako pohyb objektu, kde gravitačná sila je jedinou silou pôsobiacou na objekt. Pohyb objektu je zotrvačný pohyb. Aby sme správne pochopili koncept voľného pádu, je potrebné najskôr pochopiť gravitačné pole a gravitačný potenciál. Gravitácia je sila, ktorá vzniká v dôsledku akejkoľvek hmoty. Hmotnosť je nevyhnutnou a dostatočnou podmienkou pre gravitáciu. Okolo akejkoľvek hmoty je definované gravitačné pole. Vezmite hmoty m 1 a m2 umiestnené vo vzdialenosti r od seba. Gravitačná sila medzi týmito dvoma hmotami je Gm 1.m 2 / r 2kde G je univerzálna gravitačná konštanta. Gravitačný potenciál v bode je definovaný ako množstvo práce vykonanej na jednotkovej hmote pri jej privedení z nekonečna do daného bodu. Pretože gravitačný potenciál v nekonečne je nula a množstvo práce, ktoré je potrebné vykonať, je záporné, je gravitačný potenciál vždy záporný. Gravitačná potenciálna energia objektu je definovaná ako práca vykonaná na objekte, keď je objekt prenesený z nekonečna do uvedeného bodu. Keď je objekt vo voľnom páde, gravitačná potenciálna energia objektu sa prevedie na kinetickú energiu. To spôsobí zvýšenie rýchlosti objektu, čo spôsobí zrýchlenie. Toto zrýchlenie je známe ako gravitačné zrýchlenie. Objekty obiehajúce okolo planetárnych telies sú v neustálom stave voľného pádu. Trysky na takýchto satelitoch sa používajú na zvýšenie potenciálnej energie satelitu tak, aby nenarazil na planétu.
Čo je to Projectile Motion?
Pohyb objektu, ktorý sa premieta alebo odhodí, sa nazýva projektilný pohyb. Pohyb strely sa môže uskutočniť v akejkoľvek situácii. Pod gravitačným poľom, keď nie je prítomný odpor vzduchu, možno pohyb strely považovať za voľný pád. Projektily zohrávajú veľmi dôležitú úlohu v oblastiach ako vojenská technika, prieskum vesmíru alebo dokonca šport. Počiatočná rýchlosť daná objektu hádzaním je v systéme uložená ako kinetická energia. Maximálna výška strely závisí od uhla, ktorým bol predmet vyhodený, počiatočnej rýchlosti a odporu vzduchu. Pre uľahčenie výpočtu je odpor vzduchu väčšinou zanedbaný.
Aký je rozdiel medzi voľným pádom a projektilným pohybom?
• Voľný pád môže nastať iba pri gravitácii, ale pohyb strely sa môže vyskytnúť pri akomkoľvek silovom poli.
• Voľný pád je špeciálny prípad pohybu strely, kde je počiatočná rýchlosť nulová.
• K voľnému pádu nemôže dôjsť v situáciách, keď je prítomný odpor vzduchu; objekt príde na konečnú rýchlosť, ale v takýchto situáciách môže dôjsť k pohybu strely.
