Laboratorium Fizyki; ćwiczenie Nr 5

Rzut ukośny

1. Cel eksperymentu

Celem eksperymentu jest zbadanie kinematyki rzutu ukośnego poprzez pomiar współrzędnych lotu pocisku x(t) i y(t) przy różnych kątach strzału α oraz prędkościach początkowych v₀. Procedura polega na odczycie współrzędnych z wykresów wygenerowanych przez program symulacyjny.

2. Część teoretyczna

Przykładem ruchu płaskiego ze stałym przyspieszeniem jest rzut ukośny. Rzut ukośny pod kątem
rozłożyć możemy na dwa ruchy - ruch jednostajny prostoliniowy w kierunku poziomej osi
z szybkością
i ruch jednostajny opóźniony prostoliniowy ku górze z szybkością początkową
. Drogi przebyte odpowiednio w ruchach składowych są:

( 1-1)

oraz

( 1-2)

Po przekształceniu powyższych równań otrzymamy:

( 1-3)

Jest to równanie paraboli skierowanej ku dołowi (patrz rysunek); współrzędne wierzchołka tej paraboli są:

( 1-4)

( 1-5)

Rys. 1-1 Rzut ukośny

Zasięg lotu pocisku R określony jest wzorem

( 1-6)

W przypadku, kiedy punkt początkowy znajduje się na zadanej wysokości h0 do czasu lotu trzeba dodać czas spadania pionowego t z takiej wysokości, dodać h₀ do równania na y(x) oraz przedłużyć trajektorie y(t) i x(t) lotu poprzez przedłużenie czasu lotu o t.

3. Wzory końcowe

Wzory końcowe na rzut pod dowolnym kątem z wysokości początkowej h₀ mają postać:

Na dodatkowy czas lotu t - równanie do obliczenia t:

• Na całkowity czas lotu t:
  

• Na zasięg:
  

• Na maksymalną wysokość:
  

• Wzory końcowe na trajektorię ruchu mają postać:

4. Przebieg ćwiczenia

5. Po otrzymaniu od prowadzącego numeru wariantu do realizacji należy uruchomić program, wybrać podany wariant i uruchomić symulację.

6. Dla każdej z symulacji zmierzyć zasięg rzutu, czas lotu, maksymalną wysokość lotu. Wyniki pomiarów zapisać w tabeli nr 1. (patrz. Protokół pomiarowy)

7. Dla każdej z tych symulacji zmierzyć wartości kilku współrzędnych toru w funkcji czasu x(t) i y(t). Wyniki pomiarów zapisać w tabeli nr 2. (prot. pomiarowy)

Prezentacja wyników eksperymentu

• Na podstawie zmierzonych wartości punktów charakterystycznych wyznaczyć parametry toru lotu tj. prędkość początkową -V₀ i kąt wystrzału - α.

• Wykreślić teoretyczne tory lotu dla wyznaczonych wcześniej parametrów V₀ i α oraz nanieść na ten wykres zmierzony punkty doświadczalne (Tabela nr 2).

PROTOKÓŁ POMIAROWY

	Laboratorium z fizyki
Rok akademicki:	Temat: Rzut ukośny
Kierunek: Grupa:	Imię i Nazwisko:
	Ocena	Data Zaliczenia	Podpis
L
S
K

1. Po otrzymaniu od prowadzącego numeru wariantu do realizacji należy uruchomić program, wybrać podany wariant i uruchomić symulację.

2. Dla każdej z symulacji zmierzyć zasięg rzutu, czas lotu, maksymalną wysokość lotu. Wyniki pomiarów zapisać w tabeli nr 1.

3. Dla każdej z tych symulacji zmierzyć wartości kilku współrzędnych toru w funkcji czasu x(t) i y(t). Wyniki pomiarów zapisać w tabeli nr 2.

Wariant nr:…………..

Tabela 1

l.p.	Hmax±dHmax[m]	Zasięg R ± dR[m]	Czas lotu Tmax±dTmax[s]
1
2
3

Tabela 2

Tor nr1: V0= α=

T[s]

x[m]

y[m]

TOR NR2: V0= α=

t[s]

x[m]

y[m]

TOR NR3: V0= α=

t[s]

x[m]

y[m]

1

Laboratorium Fizyki; Ćwiczenie Nr 5. RZUT UKOŚNY

1

Katedra Podstaw Elektroniki, WEiI PK. Koszalin 2005.

---