Free Fall vs Projectile Motion
Vapaa pudotus ja ammuksen liike ovat kaksi erittäin tärkeää käsitettä, joista keskustellaan mekaniikassa. Nämä kaksi ilmiötä ovat äärimmäisen tärkeitä ja niillä on keskeinen rooli sellaisilla aloilla kuin avaruustutkimuksessa, sääjärjestelmissä, ilmailussa, sotilaallisissa sovelluksissa ja jopa urheilussa. Näiden käsitteiden selkeä ymmärtäminen on elintärkeää, jotta voit menestyä näillä aloilla. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä vapaa pudotus ja ammuksen liike ovat, niiden sovelluksia, yhtäläisyyksiä näiden kahden välillä, vapaan pudotuksen ja ammuksen liikkeen määritelmiä ja lopuksi eroa vapaan pudotuksen ja ammuksen liikkeen välillä.
Mikä on vapaa pudotus?
Vapaa pudotus kuvataan esineen liikkeeksi, jossa gravitaatiovoima on ainoa esineeseen vaikuttava voima. Esineen liike on inertialiikettä. Ymmärtääkseen vapaan pudotuksen käsitteen oikein täytyy ensin ymmärtää gravitaatiokenttä ja gravitaatiopotentiaali. Painovoima on voima, joka syntyy minkä tahansa massan vaikutuksesta. Massa on painovoiman välttämätön ja riittävä ehto. Minkä tahansa massan ympärille on määritelty gravitaatiokenttä. Otetaan massat m1 ja m2, jotka on sijoitettu etäisyydelle r toisistaan. Näiden kahden massan välinen gravitaatiovoima on G.m1m2 / r2 missä G on universaali gravitaatiovakio. Gravitaatiopotentiaali pisteessä määritellään työn määräksi, joka tehdään yksikkömassalle, kun se tuodaan äärettömyydestä tiettyyn pisteeseen. Koska gravitaatiopotentiaali äärettömyydessä on nolla ja tehtävän työn määrä on negatiivinen, gravitaatiopotentiaali on aina negatiivinen. Esineen gravitaatiopotentiaalienergia määritellään työksi, joka tehdään esineeseen, kun kohde viedään äärettömyydestä mainittuun pisteeseen. Kun esine on vapaassa pudotuksessa, kohteen gravitaatiopotentiaalienergia muunnetaan kineettiseksi energiaksi. Tämä saa kohteen nopeuden kasvamaan, mikä luo kiihtyvyyttä. Tätä kiihtyvyyttä kutsutaan painovoimakiihtyvyydeksi. Planeettakappaleiden ympärillä kiertävät esineet ovat jatkuvassa vapaassa pudotustilassa. Tällaisten satelliittien ohjauspotkureita käytetään lisäämään satelliitin potentiaalista energiaa, jotta se ei törmää planeettaan.
Mikä on Projectile Motion?
Esineen liikettä, joka projisoidaan tai heitetään, kutsutaan ammuksen liikkeeksi. Ammusliike voi tapahtua missä tahansa tilanteessa. Painovoimakentän alla, kun ilmanvastusta ei ole, ammuksen liikettä voidaan pitää vapaana pudotuksena. Ammuksilla on erittäin tärkeä rooli esimerkiksi sotilastekniikassa, avaruustutkimuksessa ja jopa urheilussa. Alkunopeus, jonka esine saa heittämällä, tallentuu järjestelmään liike-energiana. Ammuksen maksimikorkeus riippuu kulmasta, jonka kohde on heitetty, alkunopeudesta ja ilmanvastuksesta. Useimmiten ilmanvastus jätetään huomiotta laskemisen helpottamiseksi.
Mitä eroa on Free Fallilla ja Projectile Motionilla?
• Vapaa pudotus voi tapahtua vain painovoiman vaikutuksesta, mutta ammuksen liike voi tapahtua minkä tahansa voimakentän alaisena.
• Vapaa pudotus on ammuksen liikkeen erikoistapaus, jossa alkunopeus on nolla.
• Vapaaputoaminen ei voi tapahtua tilanteissa, joissa ilmanvastus on olemassa; esine saavuttaa päätenopeuden, mutta ammuksen liikettä voi tapahtua tällaisissa tilanteissa.
