Swobodny upadek kontra ruch pocisku
Swobodny spadek i ruch pocisku to dwa bardzo ważne pojęcia omawiane w mechanice. Te dwa zjawiska mają ogromne znaczenie i odgrywają istotną rolę w dziedzinach takich jak eksploracja kosmosu, systemy pogodowe, lotnictwo, zastosowania wojskowe, a nawet sport. Aby osiągnąć sukces w takich dziedzinach, niezbędne jest jasne zrozumienie tych pojęć. W tym artykule omówimy, czym jest swobodny spadek i ruch pocisku, ich zastosowania, podobieństwa między tymi dwoma, definicje swobodnego spadania i ruchu pocisku i wreszcie różnica między swobodnym spadkiem a ruchem pocisku.
Co to jest swobodny spadek?
Swobodny spadek jest opisywany jako ruch obiektu, w którym siła grawitacyjna jest jedyną siłą działającą na obiekt. Ruch obiektu jest ruchem bezwładności. Aby właściwie zrozumieć pojęcie swobodnego spadania, należy najpierw zrozumieć pole grawitacyjne i potencjał grawitacyjny. Grawitacja to siła, która występuje z powodu dowolnej masy. Msza jest koniecznym i wystarczającym warunkiem grawitacji. Wokół dowolnej masy istnieje pole grawitacyjne. Weź masy m1 i m2 umieszczone w odległości r od siebie. Siła grawitacyjna między tymi dwoma masami wynosi G.m1m2 / r2 gdzie G jest uniwersalnym stała grawitacyjna. Potencjał grawitacyjny w punkcie jest definiowany jako ilość pracy wykonanej na jednostce masy podczas przenoszenia jej z nieskończoności do danego punktu. Ponieważ potencjał grawitacyjny w nieskończoności wynosi zero, a ilość pracy do wykonania jest ujemna, potencjał grawitacyjny jest zawsze ujemny. Grawitacyjna energia potencjalna obiektu jest definiowana jako praca wykonana na obiekcie, gdy obiekt jest przenoszony z nieskończoności do wspomnianego punktu. Kiedy obiekt spada swobodnie, grawitacyjna energia potencjalna obiektu jest zamieniana na energię kinetyczną. Powoduje to zwiększenie prędkości obiektu, tworząc w ten sposób przyspieszenie. To przyspieszenie jest znane jako przyspieszenie grawitacyjne. Obiekty krążące wokół ciał planetarnych znajdują się w stałym stanie swobodnego spadania. Silniki na takich satelitach służą do zwiększenia potencjalnej energii satelity, aby nie zderzył się z planetą.
Co to jest ruch pocisku?
Ruch obiektu, który jest wyrzucany lub rzucany, nazywany jest ruchem pocisku. Ruch pocisku może mieć miejsce w każdej sytuacji. W polu grawitacyjnym, gdy nie występuje opór powietrza, ruch pocisku można uznać za swobodny spadek. Pociski odgrywają bardzo ważną rolę w dziedzinach takich jak technika wojskowa, eksploracja kosmosu, a nawet sport. Prędkość początkowa nadana obiektowi w wyniku rzutu jest przechowywana w układzie jako energia kinetyczna. Maksymalna wysokość pocisku zależy od kąta rzucenia obiektu, prędkości początkowej i oporu powietrza. W większości przypadków opór powietrza jest pomijany, aby ułatwić obliczenia.
Jaka jest różnica między swobodnym spadaniem a ruchem pocisku?
• Swobodny spadek może nastąpić tylko pod wpływem grawitacji, ale ruch pocisku może wystąpić w dowolnym polu siłowym.
• Swobodny spadek to szczególny przypadek ruchu pocisku, w którym prędkość początkowa wynosi zero.
• Swobodny upadek nie może wystąpić w sytuacjach, w których występuje opór powietrza; obiekt osiągnie prędkość końcową, ale w takich sytuacjach może wystąpić ruch pocisku.
