Sådan beregnes afstand rejst af et objekt ved hjælp af Vector Kinematics

Har du nogensinde spekuleret på, hvilken afstand der tilbagelagt af en kugle ville have været, hvis du kendte lanceringsvinklen og starthastigheden? Denne værdi kan nemt findes gennem disse seks enkle trin!

trin

Billedbetegnelse Beregn afstanden, der er rejst af et objekt ved hjælp af Vector Kinematics Trin 1
1
Bestem den vinkel, hvor kuglen vil blive fyret fra jorden. Denne værdi kan findes via et simpelt matematisk kompas.
  • Billedbetegnelse Beregn afstanden, der er rejst af et objekt ved hjælp af Vector Kinematics Step 2
    2
    Bestem den indledende hastighed af kuglen, da den forlader pistolcylinderen. Disse oplysninger kan normalt findes på pistolens emballage eller på internettet. Projektilets indledende hastighed varierer afhængigt af det anvendte våben og kugle.
  • Billedbetegnelse Beregn afstanden, der er rejst af et objekt ved hjælp af Vector Kinematics Trin 3
    3
    Med papir og en blyant eller penne skal du konstruere et x-y-koordinatsystem med oprindelsen placeret på det punkt, hvor kuglen forlader tromlen.


  • Billedbetegnelse Beregn afstanden, der er rejst af et objekt ved hjælp af Vector Kinematics Step 4
    4
    Ved hjælp af trigonometri bestemme starthastigheden i retningerne x og y. Dette kan gøres gennem sine og cosinusfunktionerne. For eksempel: hvis kastervinklen er 30 °, vil sinusen på 30 ° multipliceret med starthastigheden svare til starthastigheden i y-retningen. Dette kan nemt gøres ved hjælp af en regnemaskine, der indeholder trigonometriske funktioner - i dette tilfælde (uden (30) × v0). Gentag derefter dette trin med cosinusfunktionen for at bestemme starthastigheden i x-retningen.
  • Billedbetegnelse Beregn afstanden, der er rejst af et objekt ved hjælp af Vector Kinematics Trin 5
    5
    Nu vil det være muligt at beregne den tid, der kræves for kuglen, for at nå jorden med følgende ligning: y = y0 + v0y - ½ gt2. Hver variabel er defineret som følger: y = endelige position (y retning), y0 = startposition (y-retning), v0y = Indledende hastighed i y-retningen (beregnet i trin 4) g = tyngdekraften virker på projektilet (forudsat der er på jorden, skal denne værdi være lig med -9,8 m / s2) og t = den tid, der kræves for projektilet at ramme jorden. For at forenkle dette trin løses variablen (t) ved hjælp af følgende ligning: t = ((y - y0 - v0y) / 0,5 g)½. For eksempel vil endestillingen af ​​y være nul, eftersom objektet vil komme i berøring med jorden (0) - udgangsstilling y er den højde, som projektilet blev der frigivet (1,5 m) - hastigheden indledende y kan være 20 m / s- fx lig med -9,8 m / s2. Denne eksperimentelle beregning giver en omtrentlig tid på 13,6 sekunder.
  • Billedbetegnelse Beregn afstanden, der er rejst af et objekt ved hjælp af Vector Kinematics Trin 6
    6
    Det er nu muligt at beregne den tilbagelagte afstand fra projektilet. Brug af ligningen x = vx0t, angiv de manglende variabler, vx0 = starthastighed (i x-retningen) beregnet i trin 4, t = projektil forskydningstid (beregnet i trin 5). For eksempel: initialhastigheden x kunne være 20 m / s og tiden (beregnet i trin 5), 15 sekunder. Dette ville resultere i en vandret afstand på 300 meter.
  • advarsler

    • Denne artikel forudsætter, at kuglen (eller bevægende objekt) kun påvirkes af jordens tyngdekraft.
    • Uhensigtsmæssig brug af våben eller projektiler kan medføre skade eller død - disse beregninger kan udføres uden at skyde en kugle blot for at give de manglende variabler.
    • Denne artikel forudsætter, at objektet er i simpel parabolisk bevægelse.

    Nødvendige materialer

    • regnemaskine
    • Projektil (kugle, fodbold eller basketball osv.)
    • Pen eller blyant
    • Notebook noter
    • Internetadgang (hvis starthastigheden er ukendt)
    Del på sociale netværk:

    Relaterede
    © 2024 HodTari.com