该水平拍摄的是从一定高度与水平速度的射弹的发射和左重力的作用。无论空气阻力如何,移动装置描述的路径都将具有抛物线弧形的形状。
水平投影对象非常普遍。弹丸的发射具有各种用途:从故事开始时用大坝击打的石头,到球类运动中的石头,并受到人群的密切关注。
图1.水平拍摄,速度分量为红色。注意,水平分量保持恒定,而垂直分量增加。资料来源:维基共享资源。
特点
水平拍摄的主要特征是:
-赋予弹丸的初始速度垂直于重力。
-运动发生在一个平面中,因此它需要两个坐标:x和y。
位置,速度,飞行时间和最大水平范围
通过选择以下起始位置可以简化方程式:x o = 0,发射场处o = 0。此外,由于手机是水平投影的,因此v oy = 0。通过这种选择,运动方程如下:
当时间不可用时,有关速度和位移的方程式很有用。这对于垂直速度有效,因为在整个运动中水平方向保持恒定:
飞行时间
为了计算飞行时间t flight,假设移动台从地面上方的高度H投影。由于参考系统的原点是在发射点选择的,因此当它到达地面时,它处于–H位置。将其代入公式2),我们得到:
最大范围
通过将这段时间替换为x(t)可获得水平距离:
解决的练习
-解决的练习1
直升飞机水平飞行,将装有食物的盒子降落在难民营上时保持580 m的恒定高度。盒子从发射点降落在150 m的水平距离上。查找:a)包装箱的飞行时间。
b)直升机的速度。
c)盒子接触地面有多快?
解
a)放下食物的高度H = 500 m。有了这些数据,当替换时,我们获得:
b)直升机携带数据包的初始水平速度v或x,并且由于数据之一是x max:
c)弹丸在任何瞬间的速度为:
负号表示移动台正在向下移动。
-解决运动2
一个包裹从一架以H = 500 m和200 km / h的高度水平飞行的飞机上掉落,必须落在以18 km / h的速度行驶的空旷车辆上。飞机必须在什么位置放下包裹,使其落入车辆中?不要考虑空气阻力或风速。
图2.解决方案的方案2.来源:F. Zapata编写。
解
建议首先将所有单位传递给国际体系:
有两个移动设备:飞机(1)和车辆(2),有必要选择一个坐标系来同时定位它们。在飞机上包装的起点进行此操作很方便。组件以平面承载的速度v 1水平投影,而车辆以v 2假定恒定的速度运动。
-飞机
-车辆
包裹飞行的持续时间为:
在这个时候,该包装的水平位移为:
此时,车辆也已水平移动:
如果飞机在看到车辆经过下面时立即将包裹掉落,则不会使包裹掉入其中。为此,您必须将其进一步退回:
参考文献
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- 弹丸运动。从以下位置恢复:phys.libretexts.org。
- Rex,A.,2011年。《物理学基础》。皮尔森 53-58。
- Tippens,P。2011。《物理:概念与应用》。第7版。麦格劳·希尔。126-131。