science >> Wetenschap >  >> Fysica

Trajecten berekenen

Telkens wanneer een slugger een bal uit het park slaat of een boogschutter een pijl afvuurt, volgt het object dat door de lucht raast een ballistisch pad of een traject. Voor het bepalen en voorspellen van dit traject moet het probleem in de horizontale en verticale componenten worden doorbroken. In een ballistische baan is de versnelling nul in de horizontale richting en is deze gelijk aan de versnelling van de zwaartekracht in de verticale richting. Aangezien versnelling de tweede afgeleide van versnelling is, levert de integratie van deze waarden twee keer de vergelijkingen op voor positie.

Breek de beginsnelheid in zijn verticale en horizontale componenten. U zult al de hoek moeten weten waarop het object werd afgevuurd en de beginsnelheid. Voor dit voorbeeld vuurt een boogschutter een pijl af op 30 graden met een snelheid van 150 ft /sec. V0x = 150_cos (30) = 130 ft /sec V0y = 150_sin (30) = 75 ft /sec

Kies een waarde voor tijd en bereken de horizontale afstand op dat moment. Het is het beste om te beginnen met nul en stap voor stap door het traject te werken. Voor dit voorbeeld wordt de waarde berekend op t = 1. x = V0x_t = 130_1 = 130 ft

Bereken de waarde voor verticale afstand met hetzelfde tijdsinterval. De waarde voor zwaartekrachtversnelling in Engelse eenheden is 32,2 ft /sec ^ 2. y = V0y_t - 0.5_g_t ^ 2 = 75 (1) - 0.5_32.2 * 1 ^ 2 = 58.9 ft

Teken de horizontale en verticale waarden op een vel ruitjespapier. Kies een andere tijdwaarde en bereken een andere set coördinaten. Ga door totdat je genoeg punten hebt om je traject te definiëren.

Tip

De locatie voor y = 0 is waar het object begon met vrije vlucht, niet noodzakelijk de grond. Dit betekent dat een object zich onder nul in de verticale richting op het neerwaartse deel van het traject kan verplaatsen.