Projectile Motion, Naipapaliwanag
Kapag naghagis ka ng bola, sumipa ng soccer ball paitaas, o pumutok ng kanyon, ang naging landas ay isa sa mga pinaka-kilalang hugis sa pisika: ang parabola. Sinusuri ito ng projectile motion sa pamamagitan ng paghahati sa galaw ng bagay sa dalawang ganap na independiyenteng bahagi — isang pare-parehong pahalang na bilis, at isang patayong bilis na patuloy na pinapabilis pababa ng gravity. Wala sa dalawang bahagi ang may alam sa isa't isa; ang paghahawak sa mga ito nang hiwalay, at pagkatapos ay pagsasama-sama muli ng mga resulta, ang siyang nagpapaposible na hulaan nang eksakto kung gaano kalayo ang lalakbayin ng isang projectile, gaano katagal ito mananatili sa hangin, at gaano kataas ito aakyat, gamit lamang ang batayang kinematics.
Ang parabolic na daan
Ang pagsasama ng konstant na vx sa nag-aakselerang vy ay bumubuo ng parabola. Ang launch angle at initial speed ang nagtatakda ng maximum height at horizontal range.
Free Fall at Projectile Motion
Ihulog ang anuman — barya o bowling ball — at parehong bilis itong pinapabilis ng gravity, kaya sabay silang dumadaan sa lupa. Ihagis ang isang bagay pahalang, at pareho pa rin itong bumabagsak nang mabilis, dahil hindi nag-aapektuhan ng isa't isa ang galaw nito pahalang at ang pagkahulog nito.
Ang Formula
h = ½ · g · t²
- h — nahulogang taas (m): gaano kalayo na nahulog ang object mula sa pinagsimulan nito
- g — gravitational acceleration (m/s²): gaano kabilis dumadami ang bilis ng pagkahulog kada segundo — pareho sa bawat object
- t — oras (s): gaano katagal nang bumabagsak ang object
Halimbawang Nalutas
Ang bola ay hinulog mula sa pagkakahimpil at bumabagsak nang 2 segundo. Gaano kalayo na ito nahulog? (gamitin ang g = 9.8 metro kada segundo kuwadrado)
- t = 2 s
- g = 9.8 m/s²
- h = ½ · g · t²
- h = 0.5 × 9.8 m/s² × (2 s)²
h = 19.6 m
Subukin ang iyong sarili
Ang parehong bola ay hinulog muli, ngunit ngayon ay 3 segundo sa halip na 2. Gaano kalayo ito bumabagsak?
- Tamang sagot: 44.1 m
- 88.2 m
- 14.7 m
Tama! h = ½ × 9.8 m/s² × (3 s)² = 44.1 metro — malaki ang bisa ng pag-square sa oras.
Ang isang bola ay hinulog diretso mula sa mesa. Sa parehong saglit, ang pangalawang bola ay hinagis pahalang mula sa parehong mesa. Alin ang unang tumama sa sahig?
- Ang hinulog na bola
- Ang bola na hinagis pahalang
- Tamang sagot: Sabay silang tumama
Eksakto — ang bilis pahalang ay hindi nagbabago sa galaw ng pagkahulog, kaya sabay tumama sa sahig ang dalawang bola.
Saan Mo Ito Makikita
Ang isang pitcher fastball ay bumababa habang ito ay tumatawid sa plate, ang isang diver fall ay mas mabilis na direkta hanggang sa splash, at ang isang Nerf dart na ilunsad sa panlabas ay bumabagsak pa rin sa parehong oras tulad ng isang direktang inihulog. Anumang oras ang isang bagay ay gumagalaw sa pamamagitan ng hangin malapit sa ibabaw ng Earth na walang engine ng sarili nito, ito ang galaw sa ilalim.
Karaniwang Mga Pagkakamali
Ang ito ay napakaganda na isipin na ang isang mas mabigat na bagay ay nahuhulog nang mas mabilis — sa kawalan ng air resistance, ang masa ay walang epekto sa rate ng paghulog sa lahat, tanging ang air drag ay maaaring bumagal sa isang magaan o mas kaunting aerodynamic na bagay. Ito ay madali rin na ipalagay na ang isang projectile na inilunsad sa panlabas ay nahuhulog nang mas mabagal kaysa sa isa ay ihulog lamang, ngunit ang dalawang tamaan ang lupa sa parehong instant: ang pahalang na galaw at ang vertical na paghulog ay ganap na independiyente.
Paano Ito Konektado
Ito ay karaniwang ang unang galaw na mga estudyante ang sumusunod na may acceleration na hindi sanhi ng isang push o pull na makikita nila — ang gravity ay gumagawa ng pag-accelerate. Ang pangalawang batas ni Newton, susunod, ay nagpapaliwanag kung bakit bawat nahuhulog na bagay ay nag-accelerate sa parehong rate anuman ang masa: F = ma ay nangangahulugang ang isang mas mabigat na bagay ay nangangailangan ng proporsyonal na mas maraming puwersa upang ma-accelerate ito, at ang gravity ay nagbibigay ng eksaktong maraming ito.