Десятый класс
  1. Механика  1.1. Динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Движение в двух измерениях  1.1.3. Смещение и расстояние  1.1.4. Скорость и Вектор  1.1.5. Ускорение  1.1.6. Графическое представление движения  1.1.7. Equations of motion  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Движение тела, брошенного под углом к горизонту  1.1.10. Относительная скорость  1.2. Динамика  1.2.1. Законы движения Ньютона  1.2.2. Инерция и масса  1.2.3. Сила и ее виды  1.2.4. Сила действия и противодействия  1.2.5. Friction and its effects  1.2.6. Коэффициент трения  1.2.7. Круговое движение  1.2.8. Центростремительная сила и центростремительное ускорение  1.2.9. Импульс и количество движения  1.2.10. Conservation of momentum  1.2.11. Третий закон Ньютона и его применения  1.3. Работа, энергия и мощность  1.3.1. Работа, совершаемая силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая энергия  1.3.4. Потенциальная энергия  1.3.5. Mechanical energy  1.3.6. Сохранение энергии  1.3.7. Мощность и эффективность  1.3.8. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии  1.4. Гравитационная сила  1.4.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.4.2. Гравитационное поле и напряженность поля  1.4.3. Ускорение свободного падения на разных планетах  1.4.4. Законы движения планет Кеплера  1.4.5. Orbits and satellites  1.4.6. Вес и кажущийся вес  1.4.7. Гравитационная потенциальная энергия
  2. Свойства материи  2.1. States of matter  2.1.1. Твердое, жидкое и газообразное  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Межмолекулярные силы  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе–Эйнштейна  2.2. Давление  2.2.1. Определение давления  2.2.2. Pressure in liquids  2.2.3. Атмосферное давление  2.2.4. Принцип Паскаля  2.2.5. Принцип Архимеда и плавучесть  2.2.6. Поверхностное натяжение и капиллярность  2.3. Эластичность  2.3.1. Закон Гука  2.3.2. Stress and strain  2.3.3. Предел упругости и модуль упругости  2.3.4. Применения упругости
  3. Thermal physics  3.1. тепло и температура  3.1.1. Difference Between Heat and Temperature  3.1.2. Температурная шкала  3.1.3. Тепловое расширение  3.1.4. Тепловое равновесие  3.2. Теплопередача  3.2.1. Проводимость  3.2.2. Конвекция  3.2.3. Излучение  3.2.4. Insulation and its applications  3.3. Тепловые свойства вещества  3.3.1. Удельная теплоемкость  3.3.2. Скрытая теплота и фазовые переходы  3.3.3. Boiling and Melting Point  3.3.4. Тепловые двигатели и холодильные установки  3.4. Законы термодинамики  3.4.1. Нулевой закон термодинамики  3.4.2. Первый закон термодинамики  3.4.3. Второй закон термодинамики  3.4.4. Цикл Карно
  4. Волны и оптика  4.1. Природа и свойства волн  4.1.1. Типы волн в природе и свойства волн  4.1.2. Поперечные и продольные волны  4.1.3. Параметры волн  4.1.4. Отражение и преломление волн  4.1.5. Суперпозиция и интерференция  4.1.6. Стоячие волны и резонанс  4.1.7. Эффект Доплера  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Характеристики звуковых волн  4.2.2. Скорость звука в разных средах  4.2.3. Применение звуковых волн  4.2.4. Ультразвук и его использование  4.3. Light Waves and Optics  4.3.1. Природа света  4.3.2. Отражение света  4.3.3. Laws of reflection  4.3.4. Mirrors and Image Formation  4.3.5. Преломление света  4.3.6. Закон Снелла  4.3.7. Линзы и образование изображения  4.3.8. Полное внутреннее отражение и критический угол  4.3.9. Оптическое волокно  4.4. Оптические приборы  4.4.1. Microscope  4.4.2. Телескоп  4.4.3. Человеческий глаз и дефекты зрения  4.4.4. Камера и принцип ее работы
  5. Электричество и магнетизм  5.1. Электростатика  5.1.1. Электрический заряд и его свойства  5.1.2. Проводники и изоляторы  5.1.3. Coulomb's law  5.1.4. Электрическое поле и линии поля  5.1.5. Electric potential and potential difference  5.1.6. Конденсаторы и емкость  5.2. Ток электричества  5.2.1. Electric current and its measurement  5.2.2. Закон Ома  5.2.3. Сопротивление и удельное сопротивление  5.2.4. Последовательные и параллельные цепи  5.2.5. Электрическая энергия и мощность  5.2.6. Законы Кирхгофа  5.3. Магнетизм и электромагнетизм  5.3.1. Магнитное поле и линии поля  5.3.2. Магнитные эффекты электрического тока  5.3.3. Электромагнитная индукция  5.3.4. Законы электромагнитной индукции Фарадея  5.3.5. Трансформаторы и их применение  5.3.6. AC and DC current
  6. Современная физика  6.1. Nuclear physics  6.1.1. Структура атома  6.1.2. Атомная модель Бора  6.1.3. Энергетические уровни электронов  6.1.4. Рентгеновские лучи и их применение  6.2. Радиоактивность  6.2.1. Виды радиации  6.2.2. Half-life and radioactive decay  6.2.3. Ядерные реакции и их применения  6.2.4. Деление и Синтез  6.3. Quantum physics  6.3.1. Дуализм волна-частица  6.3.2. Photoelectric effect  6.3.3. Квантизация энергии  6.3.4. Принцип неопределённости Гейзенберга
  7. Электроника и связь  7.1. Полупроводники  7.1.1. Проводники, изоляторы и полупроводники  7.1.2. Диоды и их применение  7.1.3. Транзисторы и логические элементы  7.1.4. Светодиоды и фотодиоды  7.2. Системы Коммуникации  7.2.1. Основы коммуникации  7.2.2. Аналоговые и цифровые сигналы  7.2.3. Беспроводная связь и оптоволоконная связь  7.2.4. Радиоволны и модуляция

Десятый класс → Механика → Динамика ↓


Движение тела, брошенного под углом к горизонту


Движение тела, брошенного под углом к горизонту, — это вид движения, которое испытывает объект или частица, брошенная вблизи поверхности Земли и движущаяся по дуговой траектории под действием только силы тяжести (если сопротивление воздуха пренебрежимо). Путь, который объект проходит, называется его траекторией. Движение тела, брошенного под углом к горизонту, является важной концепцией в физике, потому что оно показывает, как движение работает в двух измерениях, когда единственной силой, действующей на объект, является сила тяжести.

Понимание движения тела, брошенного под углом к горизонту

Чтобы понять движение тела, брошенного под углом к горизонту, нам нужно разложить его на две составляющие: горизонтальное и вертикальное движение. Эти движения независимы друг от друга, но происходят одновременно.

Пример: бросок мяча

Когда вы бросаете мяч, он движется одновременно как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Его поведение в каждом из этих направлений можно изучать отдельно:

  • Горизонтальное движение: При отсутствии сопротивления воздуха горизонтальная составляющая скорости тела, брошенного под углом, остается постоянной. Это потому, что сила тяжести не влияет на горизонтальное движение.
  • Вертикальное движение: Вертикальное движение зависит от силы тяжести, которая ускоряет объект вниз со скоростью 9,81 м/с2. Это вызывает изменение вертикальной составляющей скорости тела со временем.

Уравнения движения тела, брошенного под углом к горизонту

Движение тела, брошенного под углом, математически выражается с помощью уравнений динамики. Вот основные уравнения, используемые для расчетов различных аспектов движения тела:

Горизонтальная скорость

x = v x t

Где:

  • x — горизонтальное смещение.
  • v x — горизонтальная скорость, которая остается постоянной.
  • t — время полета.

Вертикальная скорость

y = v y0 t - 0.5gt 2

Где:

  • y — вертикальное смещение.
  • v y0 — начальная вертикальная скорость.
  • g — ускорение свободного падения (9,81 м/с2).
  • t — время полета.

Ключевые характеристики движения тела, брошенного под углом к горизонту

Несколько ключевых характеристик движения наблюдаются при движении тела, брошенного под углом к горизонту:

  • Параболическая траектория: Форма пути, по которому движется объект, является параболой. Это связано с сочетанием постоянного горизонтального движения и ускоренного вертикального движения.
  • Максимальная высота: Самая высокая точка траектории, где вертикальная составляющая скорости равна нулю.
  • Дальность: Горизонтальное расстояние, пройденное объектом от точки запуска до точки, где он приземляется на землю.
  • Симметрия: Траектория тела, брошенного под углом, симметрична. Оно затрачивает одинаковое время на достижение максимальной высоты и на возвращение на тот же уровень.

Демонстрация с примерами

Пример расчета

Предположим, вы стоите на холме и бросаете мяч под углом 30° к горизонтали с начальной скоростью 20 м/с.

Шаг 1: Расчет начальных скоростных компонентов

Сначала разделите начальную скорость на горизонтальные и вертикальные компоненты:

v x = v 0 * cos(θ) v y0 = v 0 * sin(θ)

где v 0 — начальная скорость, а θ — угол броска.

Для нашего примера:

v 0 = 20 м/с; θ = 30° v x = 20 * cos(30°) = 20 * (√3/2) ≈ 17.32 м/с
v y0 = 20 * sin(30°) = 20 * (1/2) = 10 м/с

Визуализация движения тела, брошенного под углом к горизонту

Точка проекции Точка приземления Максимальная высота

Шаг 2: Расчет времени полета

Чтобы найти время, в течение которого мяч находится в воздухе, используйте уравнение вертикального движения. Время достижения максимальной высоты равно времени падения, если начальная и конечная высоты равны:

t = (2 * v y0 ) / g

Таким образом, для нашего примера:

t = (2 * 10) / 9,81 ≈ 2,04 секунды

Шаг 3: Расчет дальности

Дальность — это горизонтальное расстояние, покрытое телом:

Дальность = v x * t

И для нашего примера:

Дальность = 17,32 * 2,04 ≈ 35,34 метров

Шаг 4: Расчет максимальной высоты

Используйте формулу вертикальной скорости, чтобы найти максимальную высоту:

H = (v y0 2 ) / (2 * g)

И для нашего примера:

H = (10 2 ) / (2 * 9.81) ≈ 5,10 метров

Значимость движения тела, брошенного под углом к горизонту, в реальной жизни

Понимание движения тела, брошенного под углом к горизонту, важно не только в теоретической физике, но и в практических приложениях. Вот некоторые примеры из реальной жизни:

  • Спорт: Спорт, такой как баскетбол, футбол и метание копья, включает понимание движения тела, брошенного под углом к горизонту, для расчета дальности полета, времени и правильных техник.
  • Инженерия: Инженеры используют концепции движения тела, брошенного под углом к горизонту, при проектировании траекторий для различных машин и устройств, таких как баллистика и космические миссии.
  • Анимация и видеоигры: Эксперты используют принципы проекционного движения для создания реалистичных движений персонажей и объектов.
  • Археология и история: Понимание древних оружий, таких как катапульты, требует детального знания проекционного движения.

Работа с распространенными заблуждениями

Некоторые заблуждения, которые могут возникнуть у студентов относительно движения тела, брошенного под углом к горизонту:

  • Горизонтальное и вертикальное движение влияют друг на друга: На самом деле это не так. Эти движения независимы, и горизонтальная скорость не влияет на вертикальное движение и наоборот.
  • Изменение горизонтальной скорости: Студенты часто думают, что горизонтальная составляющая скорости изменяется, как и вертикальная. Она остается постоянной при отсутствии сопротивления воздуха.

При движении тела, брошенного под углом к горизонту, изучение отдельных компонентов и понимание их вклада в общую траекторию является важным навыком для студентов.


Десятый класс → 1.1.9


U
username
0%
завершено в Десятый класс

← Предыдущий (1.1.8)
Свободное падение и ускорение свободного падения
Следующий (1.1.10) →
Относительная скорость

Комментарии 



Движение тела, брошенного под углом к горизонту

https://www.physicsflow.com/g10/1.1.9?pfal=ru