Składanie ruchów, rzut poziomy, rzut ukośny.

Rzut poziomy

W rzucie poziomym mamy do czynienia z lotem ciała wyrzuconego na pewnej wysokości H₀ nad poziomem zerowym. Ciału jest nadawana pozioma prędkość początkowa o wartości V₀. Dzięki takiemu nadaniu prędkości przesuwa się ono cały czas w poziomie.

Jednocześnie jednak siła grawitacji zmienia pionowe położenie ciała. W efekcie w pionie będzie ono opadać ruchem jednostajnie przyspieszonym.

Dzięki złożeniu tych dwóch ruchów

- poziomego: jednostajnego

- pionowego: jednostajnie przyspieszonego

W efekcie złożenia tych ruchów ciało porusza się łukiem (po paraboli, jeśli nie uwzględniamy oporu powietrza), by po pewnym czasie opaść na ziemię.

Warunki początkowe:

Wysokość początkowa: H₀ Ciało rzucamy z pewnej wysokości

Prędkość początkowa: V₀ prędkość początkowa jest skierowana poziomo. Później prędkość się zakrzywia

Przyspieszenie ma wartość g: przyspieszenie w tym ruchu jest stałe i cały czas jest skierowane pionowo w dół.

W przypadku gdy nie musimy uwzględniać oporu powietrza, torem ruchu ciała jest parabola, a ruch ciała rozkłada się na dwa ruchy prostsze:

ruch w poziomie - odbywa się ze stałą prędkością o wartości prędkości początkowej v0

ruch w pionie - będący w istocie spadkiem swobodnym, jest ruchem jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem równym g i z prędkością początkową równą zero.

Wzory opisujące rzut poziomy

Wysokość na jakiej znajduje się ciało po czasie t:

Wartość prędkości poziomej:

Vpozioma = V₀ = const

Wartość prędkości pionowej:

Vpionowa = - g * t

Wartość prędkości całkowitej

Prędkość w momencie uderzenia o ziemię:

Czas jaki upływa do momentu upadku (uderzenia o ziemię):

Zasięg rzutu poziomego (odległość przebyta w poziomie do momentu upadku)

Rzut ukośny

W rzucie ukośnym mamy do czynienia z lotem ciała wyrzuconego z poziomu zerowego (Y₀ = 0). Ciału jest nadawana prędkość o wartości V₀, skierowana pod kątem α do poziomu. Ciało porusza się łukiem, by po pewnym czasie opaść na ziemię. Wygodnie jest umieścić rysunek rzutu ukośnego w układzie współrzędnych, co ułatwia orientację w nazwach zmiennych i pozwala na wyprowadzenie równania toru.

Odległość jaką przebywa ciało w poziomie do momentu upadku na poziom początkowy nazwiemy zasięgiem (Z) rzutu ukośnego.

Początkowe położenie: x = 0,y = 0

Kąt, jaki prędkość początkowa tworzy z poziomem: α

Prędkość początkowa ma wartość V₀ Prędkość pocz. pozioma: V_0x = V₀ · cos α

Prędkość pocz. pionowa: V_0y = V₀ · sin α

Przyspieszenie ma wartość g. Przyspieszenie w tym ruchu jest stałe i jest skierowane pionowo w dół.

W przypadku gdy nie musimy uwzględniać oporu powietrza, torem ruchu ciała jest parabola. Ruch ciała rozkłada się wtedy na dwa ruchy prostsze:

• ruch w poziomie (współrzędna X-owa) - odbywa się ze stałą prędkością o wartości składowej poziomej prędkości początkowej V_0x

• ruch w pionie (współrzędna Y-owa) - jest w istocie rzutem pionowym, czyli ruchem jednostajnie zmiennym z prędkością początkową równą składowej pionowej V_0y.

Zasięg rzutu poziomego (odległość przebyta w poziomie do momentu upadku na poziom początkowy):

Maksymalna osiągnięta wysokość:

Czas lotu do momentu upadku na poziom początkowy:

Energia potencialna i kinetyczna

Energię potencjalną posiada każde ciało, które znajduje się na danej wysokości od ciała przyciągającego. W przypadku nas ludzi zamieszkałych na ziemi, możemy powiedzieć, że energię potencjalną posiada każde ciało znajdujące się na danej wysokości i niedotykające swoimi fragmentami lub całością ziemi lub innego podłoża względem, którego mierzymy jego energię potencjalną.

Wzór:

Ep = m · g · h

Ep - energia potencjalna [1J]

m - masa [1kg]

g - przyśpieszenie ziemskie [10
]

Jednostka:

1J = kg ·

Energię kinetyczną posiada każde ciało, które znajduję się w ruchu w danym czasie względem danego układu odniesienia. Jej nazwa pochodzi od greckiego terminu „kineo” (ruch), co słusznie sugeruje, że jest ona związana z ruchem ciała.

Wartość energii kinetycznej jest równa pracy, jaką trzeba włożyć, aby rozpędzić ciało.

Energię kinetyczną obliczamy ze wzoru:

v - prędkość ciała

m - masa ciała

Pamiętajcie, że każde ciało ma tak zwaną energie całkowitą, którą daje suma Ep i Ek.

Prawo odbicia światła

β = α

Kąt odbicia równy jest kątowi padania.

Kąty - padania i odbicia leżą w jednej płaszczyźnie.

Typowe, najbardziej nam znane odbicie zachodzi wtedy, gdy drugi ośrodek jest w ogóle nieprzepuszczalny dla światła. Jeżeli dodatkowo w tym drugim ośrodku światło nie jest pochłaniane, to cała wiązka ulega odbiciu. W ten sposób otrzymujemy zwierciadło.

Prawo załamania światła

To zjawisko fizyczne polegające na zmianie kierunku rozchodzenia się promieni świetlnych przez dwa ośrodki przezroczyste. Przyczyną takiego zachowania się światła jest to, że światło ma różne prędkości w zależności od tego przez jaki ośrodek przechodzi. Im większa gęstość ośrodka, tym światłu "trudniej jest się przez niego przedrzeć" - czyli ma w nim mniejszą prędkość, niż w ośrodkach o mniejszej gęstości.

α - kąt padania

β - kąt załamania

V₁ - prędkość światła w ośrodku 1

V₂ - prędkość światła w ośrodku 2

Słownie prawo załamania (prawo Snelliusa) można sformułować następująco:

Stosunek sinusa kąta padania, do sinusa kąta załamania jest dla danych ośrodków stały i równy stosunkowi prędkości fali w ośrodku pierwszym, do prędkości fali w ośrodku drugim. Kąty padania i załamania leżą w tej samej płaszczyźnie.

---