Rzut pionowy
■ Rzuty ciała przy powierzchni Ziemi przy założeniu jednorodności pola grawitacyjnego (patrz punkt 20) i zaniedbaniu sił oporu powietrza są przykładem ruchu jednostajnie zmiennego (patrz komentarz do punkt 5). W tym przypadku stale przyspieszenie ciała jest równe przyspieszeniu ziemskiemu a ~g W zależności od kierunku wektora prędkości początkowej wyrzuconego ciała względem wektora g rozróżniamy następujące rodzaje rzutów rzut pionowy fvjj|l?)» rzut poziomy
( vo 1 g ) oraz rzut ukośny (dowolny kąt między wektorami v0 i g) W prz>padku. gdy prędkość początkowa jest równa zeru ruch ciała nazywamy spadkiem swobodnym ■ Możemy rozróżnić rzut pionowy do góry i rzut pionowy w dół W rzucie pionowym do góry prędkość początkowa ma zwrot przeciwny do zwrotu przyspieszenia ziemskiego, natomiast w rzucie w dół zwroty prędkości początkowej i przyspieszenia ziemskiego są zgodne.
Jeżeli dla rzutu pionowego do góry przyjmiemy, że wektor prędkości początkowej o ma zwrot zgodny /. kierunkiem osi OY, to wtedy wektor przyspieszenia, którego wartość wynosi g. jest skierowany przeciwnie niż kierunek osi OY. W pewnej chwili tl( ciało wyrzucone do góry osiąga wysokość maksymalną II i zawraca. Czas iff potrzebny na osiągnięcie wysokości maksymalnej // wyznacza się z warunku Vy(Jn) - v0 - gin - 0
i wynosi on
Z kolei wartość H wyznaczamy z równania:
2
= v0 *H 2gtH = 2i
Całkowity czas U potrzebny do powrotu ciała do położenia początkowego wyznaczymy z warunku >{/) = \0l - jgt2 = 0. Otrzymujemy dwa
2v0 ,
rozwiązania /| = 0 (odpowiada chwili początkowej) i 12 = tc = —(czyli całkowity czas rzutu).
Kinematyka 19
położenie ciała wyrzuconego pionowo do góry z powierzchni Ziemi z prędkością początkową v0 w pewnej dowolnej chwili czasu t.
maksymalna wysokość r/utu1
współrzędna prędkości ciato Vy w dowolnej chwili i
v> =v<>
prędkość początkowa • rudiu ciała
położenie początkowe -
v0
" O
y=\0t-\gi2
przyspieszenie ziemskie
P(y) czas potrzebny na osiągnięcie maksymalnej wysokości H
►
X
położenie ciała w jiewnej dowolnej chwili / rzuconego pionowo w dół z wysokości h nad powier/cłmią Ziemi z prędkością początkową v;;
i
współrzędna prędkości ciała w dowolnej chwili:
położenie początkowe ciała
prędkość początkowa ciała
j y=li- v0/-|gf2