Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom gaat een gooi van 45 graden het verst?

Het is een veel voorkomende misvatting dat een hoek van 45 graden altijd resulteert in de verste worp. Hoewel het waar is dat in een vacuüm , Een hoek van 45 graden maximaliseert de horizontale afstand, in werkelijkheid, luchtweerstand speelt een belangrijke rol en verandert de optimale hoek.

Dit is waarom:

* in een vacuüm: De motie van het projectiel wordt uitsluitend beheerst door de zwaartekracht. In een hoek van 45 graden is de beginsnelheid perfect verdeeld tussen horizontale en verticale componenten. Dit maximaliseert de tijd die het object in de lucht doorbrengt (vanwege de verticale component), terwijl ook een goede horizontale snelheid wordt gewaarborgd.

* met luchtweerstand: Luchtweerstand werkt als een kracht die zich verzet tegen de beweging van het projectiel. Deze kracht is sterker op objecten met grotere oppervlakken en bij hogere snelheden. Naarmate het object sneller beweegt, wordt luchtweerstand prominenter en vertraagt ​​het object sneller.

Daarom is de optimale hoek voor maximale afstand in de echte wereld minder dan 45 graden.

Dit is waarom een ​​lagere hoek beter is:

* Verminderde luchtweerstand: Een lagere hoek betekent een lagere verticale component van de beginsnelheid, wat leidt tot minder tijd in de lucht en een kortere afstand afgelegd. Het betekent echter ook dat het object minder tijd besteedt aan het vertragen door luchtweerstand.

* Verhoogde horizontale snelheid: Met een lagere hoek wordt meer van de beginsnelheid horizontaal gericht, wat resulteert in een hogere horizontale snelheid en het object meer afstand kan afleggen voordat u de grond raakt.

De optimale hoek voor maximale afstand varieert afhankelijk van de vorm, grootte en de snelheid van de worp van het object. Het is meestal dichter bij 30-40 graden voor de meeste echte situaties.

Concluderend, terwijl 45 graden de optimale hoek in een vacuüm is, maakt luchtweerstand een lagere hoek effectiever voor het maximaliseren van de afstand in real-world scenario's.