投射物の動きはどのように発生しますか?


ベストアンサー

空気抵抗を無視して、クリケット場で他の人にボールを投げているふりをしましょう。

これを行うには、ボールを水平または斜めに投げる必要があります。

ボールを垂直に投げることはできません。そうしないと、ボールはまっすぐ上下に移動します(あなたに戻って移動します。

したがって、ボールの速度の一部は水平でなければなりません。

しかし、ボールには常に1つの力しか作用せず、これがその重量です(常に垂直方向に下向きに作用します。

したがって、飛行中のボールの加速度は常に垂直方向に下向きでなければならず、「水平にすることはできません。

言い換えると、ボールの水平方向の速度は一定であると同時に、垂直方向の速度は毎秒9.8メートルで常に変化します。

ボールとして垂直方向の速度vが上昇し、毎秒9.8メートルずつ減少します。

ボールとしてlは、垂直方向の速度vを落とし、毎秒9.8メートルずつ増加します。

水平方向の速度uは一定で、手を離したときの水平方向の速度と同じです。変更する水平方向の力がないため、これを変更することはできません。

飛行中の任意の時点でのボールの合成速度Vは、次を使用して求めることができます。

VV = uu + vv

ボールがあなたからあなたの友人に移動するにつれて、ボールの方向は常に変化します。

この方向が水平に対してなす角度xは、次のとおりです。

Tan x = v / u

結果として得られる体(発射体)の経路は放物線です。

回答

I ” m何が原因であるかはわかりませんが、なぜそれが放物線の道をたどるのかについては、私はいくつかの洞察を提供することができます。したがって、発射体には、x成分とy成分を持つ対角速度\ overrightarrow {v}があります。速度がベクトルであることがわかっているので、xが隣接する側、yが反対側、\ overrightarrow {v}が斜辺である三角形のように描くことができます(これはすべて、xからの角度\ thetaに関連しています。 axis)次に、xコンポーネントとyコンポーネントを次のように記述します。

\ overrightarrow {v} \_ {x} = \ overrightarrow {v} \ cos \ theta

\ overrightarrow {v} \_ {y} = \ overrightarrow {v} \ sin \ theta

次に、重力はy /の加速度であるため、これが地面に着く時間を見つける必要がある場合。縦軸の場合、y成分をsuvat方程式で使用する必要があります。 (重力は水平ではなく垂直の力であるため、xの代わりにyコンポーネントを使用します。したがって、xは理論的には無期限に移動する可能性があるため、空中に留まる時間を見つける必要があります。)

s変位1を使用して、Sを見つけます。

S = ut + \ dfrac {1} {2} at ^ {2}

Sは変位ですが、はい、いくつか移動します。同じポイントに戻った距離は、変位が0であることを意味するため、これが得られます。

0 = \ overrightarrow {v} \ sin \ theta t- \ dfrac {1} {2} gt ^ {2}

gが9.81m / s ^ 2の場合、これは2次的な意味であり、そのように解くことができます。これは、従う曲線、パロボラです。

xコンポーネントを使用して今すぐ接続し直すことで、移動できる距離を知ることができるので、これを取得できます。

S\_ {x} = \ overrightarrow {v} \ cos \ theta t

加速項は0です。これは、加速項に加えた力が空気分子と相殺されると想定しているため、ほぼ一定であるためです。ただし、これは単なる仮定です。

したがって、その背後には数学があります。これがお役に立てば幸いです。

P.S。両側をtで割ると、y成分のパロボリック方程式を簡単に解くことができます。

0 = \ overrightarrow {v} \ sin \ theta- \ dfrac {1} {2} gt

次に、

t = \ dfrac {2 \ overrightarrow {v} \ sin \ theta} {g}

これは私が追加したかったものです。

ヽ(^。^)ノ

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