Ускорение свободного падения (уч.10кл.Стр.52-53)

Свободное падение тел (см. выше)

Величина ускорение свободного падения.

Зависимость ускорения от силы тяжести согласно закону всемирного тяготения

Ускорение тел при падении на землю впервые измерил Кристиан Гюйгенс в 1656 г. с помощью маятниковых часов.

Вблизи поверхности Земли g = 9.81 м/с²

С высотой g изменяется

В поле силы тяжести тело движется с постоянным ускорением, т.е. равнопеременно, независимо от начальной скорости тела и ее направления

y = y₀ + v_0yt +

Баллистическое движение(уч.10кл.Стр.61-68)

Определение баллистики

Траектория движение в поле силы тяжести

Уравнение баллистического движения

Максимумы графика баллистического движения

Дальность полета при баллистическом движении

Скорость при баллистическом движении

Баллистическое движение при сопротивлении среды

Баллистика – раздел механики, изучающий движение тел в поле тяжести земли.

Основные допущения при рассмотрении баллистического движения:

- тело – материальная точка

- движение тела рассматривается вблизи поверхности Земли, когда высота подъема тела мала по сравнению с радиусом Земли

- сопротивление воздуха не учитывается

В Евклидовом физическом пространстве перемещение тела по координатным осям X и Y можно рассматривать независимо.

Криволинейное баллистическое движение можно рассматривать как результат сложения двух прямолинейных движений: равномерного движения по оси X и равнопеременного по оси Y (под действием ускорения g)

Закон баллистического движения в координатной форме:

 y = x tg(α) -

Графиком баллистического движения в поле силы тяжести является парабола, проходящая через начало координат.

Время подъема на максимальную высоту (максимум функции y(t)):

t_max = =

Максимальная высота подъема:

y_max = y(t_max) =

Максимальная дальность полета ( учитывая симметричность параболы и что 2sin(α)cos(α)=sin(2α)):

x_max = x(2t_max) =

Дальность полета при одной и той же начальной скорости зависит от угла, под которым тело брошено к горизонту.

Максимальное значение синуса будет при угле 2α = 90^о, следовательно максимальная дальность полета будет при угле: α = 45^о

В отсутствии сопротивления воздуха максимальная дальность полета тела в поле силы тяжести достигается при вылете под углом 45^о к горизонту.

При α = 45^о + β – навесная траектория

При α = 45^о - β – настильная траектория

Дальность полета при этом одинаковая

Для расчета скорости в произвольной точке траектории (направлена по касательной к траектории), и для определения угла β, который образует вектор скорости в горизонтом, достаточно знать проекции скорости на оси X и Y:

v = (по теореме Пифагора из треугольника скоростей)

tg (β) =

При равномерном движении по оси X проекция скорости остается постоянной:

v_x = v₀ cos(_α)

По оси Y действует ускорение g:

v_y = v₀ sin(α) - gt

В верхней точке траектории вертикальная составляющая компонента скорости равна нулю.

Сопротивление воздуха по мере увеличения скорости растет не линейно. Сначала пропорционально , потом примерно в квадрате от скорости, потом в кубе. Точный расчет достаточно громоздок.