垂直速度の計算方法

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著者: Judy Howell
作成日: 26 J 2021
更新日: 14 11月 2024
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機械設計技術 エアシリンダ理論推力計算 Air cylinder theory thrust calculation
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発射体が私たちが知っているように世界を移動すると、3次元空間を移動します。バツ, y, z)システム。人々がこれらの動く発射体を研究するとき、野球や数十億ドルの軍用機などのスポーツコンテストのオブジェクトであっても、文字通りのあらゆる角度からのストーリー全体ではなく、オブジェクトが空間を通過する特定の孤立した詳細を知りたい。

物理学者は、粒子の位置、それらの位置の経時変化(速度など)、および位置の変化自体が経時的にどのように変化するか(加速度など)を研究します。場合によっては、垂直速度が特に重要な項目です。

発射体の動きの基本

入門物理学のほとんどの問題は、次のように表される水平および垂直成分を持つものとして扱われます。 バツ そして y それぞれ。 「深さ」の3番目の次元は、上級コース用に予約されています。

それを念頭に置いて、発射体の動きはその位置の観点から説明することができます(バツ, y または両方)、速度(v)、および加速(a または g、重力による加速度)、すべて時間に関する(t)、下付き文字で示されます。例えば、 vy(4) 垂直速度を表します(つまり、 y-方向)時 t =粒子が動き始めてから4秒後。同様に、添え字0は t = 0であり、発射体の初期位置または速度を示します。

通常、あなたはニュートンの発射体運動の方程式の中から正しい方程式または方程式または方程式のみを参照する必要があります。

v_ {0x} = v_x x = x_0 + v_xt

(上記の2つの式は水平方向の動きのみです)。

y = y_0 + frac {1} {2}(v_ {0y} + v_y)t v_y = v_ {0y}-gt y = y_0 + v_ {0y} t- frac {1} {2} gt v_y ^ 2 = v_ {0y} ^ 2 + 2g(y − y_0)

垂直速度方程式:発射体の動き

垂直速度を決定しようとするときに、上記のリストから選択する垂直速度の式( vy0、これは時間の速度です t = 0、または vy、不特定の時間での垂直速度 t)は、問題の開始時に提供される情報の種類によって異なります。

たとえば、与えられた場合 y0 そして y (垂直位置の合計変化 t = 0および対象の時間)、上記のリストの4番目の式を使用して見つけることができます v0年、初期垂直速度。自由落下のオブジェクトの経過時間を代わりに指定した場合、他の方程式を使用して、オブジェクトが落下した距離とその時点での垂直速度の両方を計算できます。

垂直円の動き

ヨーヨーや他の小さな物体を、目の前の円のストリング上で揺らしている様子を想像してください。円は、床に正確に垂直な物体によってトレースされます。オブジェクトがスイングの最上部に到達すると、オブジェクトの速度が低下することに気づきますが、オブジェクトの速度は、ストリングの張力を維持するのに十分なだけ高く保ちます。

ご想像のとおり、この種の垂直円運動を説明する物理方程式があります。このような 求心性 (円形)運動、弦を緊張状態に保つために必要な加速度は v2/ r、 どこ v は求心速度であり、 r オブジェクト内の手の間の文字列の長さです。

弦の上部の最小垂直速度を解く(ここで a 以上でなければなりません g)与える vy = (gr)1/2、速度はオブジェクトの質量にまったく依存せず、文字列の長さにのみ依存することを意味します

垂直速度計算機

さまざまなオンライン計算機を利用して、変位の垂直成分を何らかの方法で扱う物理的問題を解決するのに役立ちます。したがって、特定の時間に見つけたい垂直速度の発射体を得ることができます t。このようなWebサイトの例は、参考文献に記載されています。