Math Problem Statement

v(t)= v 0x 2 ​ +(v 0y ​ −gt) 2

Что означают эти компоненты? Горизонтальная скорость v 0 x v 0x ​ :

Это начальная скорость по горизонтали, которая остается постоянной во времени, так как на неё не влияет ускорение. У нас она равна 14 , 140

м/с 14,140м/с, как указано в задаче. Вертикальная скорость v y v y ​ :

Вертикальная скорость изменяется, так как на неё действует сила тяжести (ускорение g g). Начальная вертикальная скорость равна той же величине, что и горизонтальная, v 0 y

14 , 140

м/с v 0y ​ =14,140м/с, так как угол падения — 4 5 ∘ 45 ∘ . Через t t секунд вертикальная скорость изменится на величину g ⋅ t g⋅t, где g

9.81

м/с 2 g=9.81м/с 2 — ускорение свободного падения. Вертикальная скорость в момент времени t t будет равна: v y ( t )

v 0 y − g ⋅ t v y ​ (t)=v 0y ​ −g⋅t Это объясняется тем, что гравитация уменьшает вертикальную скорость на величину g ⋅ t g⋅t с каждым моментом времени.обьясни это решение мне непонятно..разве при падении скорость наоброт по вертикали увеличивается за каждую секунду времени а не умеьшается комета ведь падает

Solution

Давайте разберемся по шагам.

У нас есть уравнение для вертикальной скорости тела, которое двигается в условиях земного притяжения:

vy(t)=v0ygtv_y(t) = v_{0y} - g \cdot t

Объяснение каждого компонента:

  1. v0yv_{0y} — начальная вертикальная скорость. Это скорость, с которой тело начинает движение по вертикали в момент времени t=0t = 0. В данном случае v0y=14,140v_{0y} = 14,140 м/с.

  2. gg — ускорение свободного падения, которое примерно равно 9,81м/с29,81 \, \text{м/с}^2. Оно определяет скорость изменения вертикальной скорости с течением времени. Каждую секунду вертикальная скорость увеличивается (в понижательном направлении) на gtg \cdot t, где tt — это время.

  3. tt — время, которое прошло с начала движения.

Почему скорость уменьшается в данном уравнении?

Может показаться, что скорость тела при падении должна только увеличиваться, но давайте внимательно посмотрим на уравнение:

  • Вертикальная скорость vy(t)v_y(t) уменьшается, потому что ускорение свободного падения действует вниз, в противоположную сторону от начальной вертикальной скорости (которая направлена вверх, если угодно).

Когда объект начинает движение вверх (например, при запуске ракеты или мяча), то гравитация замедляет его движение. Спустя какое-то время, когда вертикальная скорость становится равной нулю, объект начнёт падать вниз, ускоряясь, и его скорость снова будет расти.

  • Если v0yv_{0y} — это скорость, с которой объект поднимался вверх, то сила тяжести на каждом шаге уменьшает эту скорость. После достижения максимальной высоты вертикальная скорость становится нулевой, а затем начинает увеличиваться вниз.

То есть, вертикальная скорость действительно уменьшается при движении вверх, потому что сила тяжести замедляет объект, и увеличивается при движении вниз, когда объект начинает падать.

Таким образом, уравнение vy(t)=v0ygtv_y(t) = v_{0y} - g \cdot t правильно отражает изменения вертикальной скорости с течением времени, где на каждом шаге скорость уменьшается из-за гравитационного ускорения.

Ответ на ваш вопрос:

Вы правы, что при падении скорость увеличивается. Однако для полета с вертикальным начальным ускорением (например, подъем мяча вверх), скорость сначала уменьшается (вверх), а потом увеличивается, когда объект начинает падать вниз.

Надеюсь, теперь стало яснее! Хотите, чтобы я объяснил более детально другие аспекты или помог с расчетами?

Вопросы для дальнейшего изучения:

  1. Как вычислить максимальную высоту подъема при данном значении начальной скорости?
  2. Почему горизонтальная скорость не изменяется, несмотря на влияние гравитации?
  3. Как найти время, через которое объект достигнет земли после достижения максимальной высоты?
  4. Как можно использовать это уравнение для расчета времени полета объекта?
  5. В чем разница между движением с углом наклона 45° и другими углами?

Совет: Когда сталкиваетесь с уравнениями движения, всегда отделяйте горизонтальные и вертикальные компоненты, чтобы легче понимать их влияние на объект.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Kinematics
Projectile Motion
Physics of Free Fall

Formulas

vy(t) = v0y - g⋅t

Theorems

Uniformly Accelerated Motion
Gravity Effect on Vertical Motion

Suitable Grade Level

Grades 9-12