Die Physik in der Welt um uns herum ist überall und überall. Jeden Tag begegnen wir physischen Gesetzen, ohne darüber nachzudenken. Eine solche Aufgabe besteht darin, die Verweildauer des Körpers im Flug zu bestimmen, wenn der Körper vertikal nach oben geworfen wird. Lassen Sie uns herausfinden, wie es geht.
Das vertikale Werfen eines Körpers nach oben im Weltraum oder auf der Erde unterliegt denselben physikalischen Gesetzen. Erstens bewegt sich der Körper unter dem Einfluss der nach unten gerichteten Schwerkraft. Diese Kraft entspricht dem Körpergewicht multipliziert mit der Beschleunigung des freien Falls. Zweitens wird sich der Körper bei einer Aufwärtsbewegung aufgrund dieser Kraft verlangsamen und sich am Endpunkt entfalten, beginnend nach unten zu fallen.
Um also die Zeit zu bestimmen, zu der der Körper im Flug ist, müssen wir die anfängliche Wurfgeschwindigkeit und die Höhe kennen, auf die er geworfen wurde. Wir können dann physikalische Gleichungen anwenden, die auf den Gesetzen der Bewegung basieren, um dieses Problem zu lösen. Die Berechnung der Flugzeit ist relativ einfach, wenn man diese Faktoren berücksichtigt und berücksichtigt, dass sich der Luftwiderstand und andere Faktoren tatsächlich auf die Genauigkeit der Lösung auswirken können.
Bestimmen der Flugzeit eines vertikal nach oben geworfenen Körpers
Die Flugzeit kann anhand der folgenden Fakten ermittelt werden:
- Ein Körper, der senkrecht nach oben geworfen wird, bewegt sich unter dem Einfluss der Schwerkraft nach oben, bis seine Geschwindigkeit Null ist.
- Nach Erreichen der maximalen Höhe beginnt der Körper seine Abwärtsbewegung.
- Der Körper bewegt sich nach unten, bis er zum Ausgangspunkt zurückkehrt oder auf den Boden trifft.
Die Flugzeit kann mit der folgenden Formel berechnet werden:
T = 2v₀/g
- T - Flugzeit
- V₀ - die anfängliche vertikale Geschwindigkeit des Körpers
- g - Beschleunigung des freien Falls, ungefähr gleich 9,8 m / s2 auf der Erdoberfläche
Mit dieser Formel und den bekannten Werten für die anfängliche vertikale Geschwindigkeit können Sie die Flugzeit eines vertikal nach oben geworfenen Körpers bestimmen.
Einleitende Informationen
Um das Problem der Flugzeit eines vertikal nach oben geworfenen Körpers zu lösen, müssen die grundlegenden physikalischen Prinzipien berücksichtigt werden, die die Bewegung eines Objekts unter dem Einfluss der Schwerkraft beschreiben.
Eine solche Bewegung kann in zwei Hauptphasen unterteilt werden: das Heben des Körpers und das Absteigen des Körpers.
Zu Beginn der Bewegung nimmt der Körper eine Geschwindigkeit an, die ausreicht, um die Schwerkraft zu überwinden. Dann verlangsamt sich der Körper während des Fluges unter dem Einfluss der Schwerkraft und kommt am Endpunkt seiner Flugbahn für eine Weile in einen unbeweglichen Zustand. Danach erfolgt seine Abwärtsbewegung, Beschleunigung und Landung.
Die Flugdauer des Körpers kann bestimmt werden, indem man die Flugzeit am Auf- und Abstieg findet und deren Werte addiert.
Formel zur Bestimmung der Flugzeit
Die Flugzeit eines vertikal nach oben geworfenen Körpers kann mit einer einfachen Formel ermittelt werden.
Lassen Sie die Höhe, auf die der Körper geworfen wurde, gleich sein h, Anfangsgeschwindigkeit v und die Beschleunigung des freien Falls ist gleich g.
Die Formel zur Bestimmung der Flugzeit lautet wie folgt:
wo t - Flugzeit.
Um die Flugzeit zu finden, müssen Sie also die Anfangsgeschwindigkeit durch die Beschleunigung des freien Falls teilen. Diese einfache Formel ermöglicht es Ihnen, die Flugzeit eines vertikal nach oben geworfenen Körpers zu bestimmen.
Beispiel für die Berechnung der Flugzeit
Betrachten Sie ein Beispiel, um zu veranschaulichen, wie die Flugzeit eines vertikal nach oben geworfenen Körpers berechnet werden kann.
Lass den Körper in der Anfangsgeschwindigkeit fallen v0 und die Anfangshöhe h0. Wir bezeichnen die Gravitationsbeschleunigung als g.
Die vertikale Geschwindigkeit des Körpers zum Zeitpunkt des Wurfs ist Null, daher wird sie auch bei der Wiederaufnahme der Abwärtsbewegung Null sein.
Wenn der Körper seine maximale Höhe erreicht und seinen Sturz beginnt, wird seine vertikale Geschwindigkeit nur unter dem Einfluss der Schwerkraft beschleunigt.
Die Flugzeit kann daher berechnet werden, da sich der Körper vertikal nach oben und unten bewegt und beide Male die gleiche vertikale Entfernung durchläuft. Die Aufstiegszeit und die Fallzeit sind gleich.
Die Formel für die Berechnung der Flugzeit lautet wie folgt:
wobei: v0 die anfängliche vertikale Geschwindigkeit ist, g die Gravitationsbeschleunigung.
Wenn beispielsweise ein Körper mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 20 m /s geworfen wird und die Gravitationsbeschleunigung 9,8 m/s2 beträgt, ist die Flugzeit gleich:
(20/9.8) * 2 = 4.08 sekunden.
