Rumus pemotretan vertikal, persamaan, contoh

Dia pemotretan vertikal Ini adalah gerakan yang terjadi di bawah aksi medan kekuatan, umumnya gravitasi, mampu naik atau turun. Itu juga dikenal dengan nama Peluncuran vertikal.

Contoh yang paling langsung adalah melempar bola (atau ke bawah jika lebih disukai) bola dengan tangan Anda, ya, pastikan untuk melakukannya secara vertikal. Membenci resistensi udara, gerakan yang mengikuti bola cocok dengan model gerakan bujursangkar yang bervariasi secara seragam (MRUV).

Gambar 1. Berbicara bola ke atas secara vertikal adalah contoh yang baik dari bidikan vertikal. Sumber: Pexels.

Penembakan vertikal adalah gerakan yang dipelajari secara luas dalam kursus fisika pengantar, karena ini adalah sampel dari Gerakan dalam dimensi, Model yang sangat sederhana dan bermanfaat.

Model ini tidak hanya dapat digunakan untuk mempelajari kinematika objek di bawah aksi gravitasi, tetapi juga, seperti yang akan dilihat nanti, menggambarkan pergerakan partikel di tengah medan listrik yang seragam.

[TOC]

Rumus dan Persamaan

Hal pertama yang diperlukan adalah sistem koordinat untuk menunjukkan asal dan memberi label dengan huruf, yang dalam kasus gerakan vertikal adalah huruf "Dan".

Maka pengertian positif dipilih +Dan, yang biasanya naik dan artinya -Dan yang biasanya diturunkan (lihat Gambar 2). Semua ini kecuali siapa yang menyelesaikan masalah memutuskan sebaliknya, karena pilihan lain adalah mengambil bagian positif dari gerakan, apa pun ini.

Gambar 2. Konvensi tanda -tanda biasa dalam bidikan vertikal. Sumber: f. Zapata.

Bagaimanapun, disarankan agar asal bertepatan dengan titik peluncuran Dan_{salah satu}, Karena persamaan disederhanakan, meskipun posisi apa pun yang diinginkan dapat diambil untuk mulai mempelajari gerakan.

Itu dapat melayani Anda: Kondisi keseimbangan kedua: penjelasan, contoh, latihan

Persamaan pemotretan vertikal

Setelah sistem koordinat dan asal telah ditetapkan, kami pergi ke persamaan. Besarnya yang menggambarkan gerakannya adalah:

-Kecepatan awal v_{salah satu}

-Percepatan ke

-Kecepatan v

-Posisi awal X_{salah satu}

-Posisi X

-Pemindahan DX

-Waktu T

Semua kecuali waktu adalah vektor, tetapi karena itu adalah gerakan satu -dimensi dengan arah tertentu, yang penting kemudian menggunakan tanda -tanda + atau - untuk menunjukkan di mana besarnya dipertanyakan diarahkan. Dalam kasus pemotretan vertikal, gravitasi selalu turun dan, kecuali ditentukan lain, sebuah tanda diberikan -.

Kemudian ada persamaan yang disesuaikan untuk pemotretan vertikal, mengganti "X" oleh "Dan" Dan "ke" oleh "G". Selain itu, tanda (-) yang sesuai dengan gravitasi yang diarahkan ke bawah:

1) posisi: y = y_{salah satu} + v_{salah satu}.T - ½ g.T²

2) Kecepatan: V = V_{salah satu} - G.T

3) Kecepatan tergantung pada perpindahan δDan: v² = v_{salah satu}² - 2.G. ΔDan

Contoh

Lalu ada contoh aplikasi untuk pemotretan vertikal. Dalam resolusinya berikut ini harus diperhitungkan:

-"G“Ini memiliki nilai konstan yang rata -rata 9,8 m/s² atau sekitar 10 m/s² Jika lebih disukai untuk memfasilitasi perhitungan ketika tidak terlalu presisi diperlukan.

-Kapan v_{salah satu} OKE 0, Persamaan ini dikurangi menjadi jatuh bebas.

-Jika peluncuran sudah habis, objek harus memiliki kecepatan awal yang memungkinkan Anda untuk pindah. Setelah bergerak, objek mencapai ketinggian maksimum yang akan tergantung pada seberapa besar kecepatan awal. Tentu saja ke ketinggian yang lebih besar, ponsel akan menghabiskan lebih banyak waktu di udara.

-Objek kembali ke titik awal dengan kecepatan yang sama dengan yang diluncurkan, tetapi kecepatannya diarahkan ke bawah.

-Untuk peluncuran vertikal ke bawah, semakin tinggi kecepatan awal, semakin cepat objek akan tiba di tanah. Di sini jarak yang ditempuh ditetapkan sesuai dengan ketinggian yang dipilih untuk peluncuran.

Dapat melayani Anda: apa itu kekasaran relatif dan absolut?

-Dalam tembakan vertikal, waktu yang membutuhkan ponsel untuk mencapai ketinggian maksimum dihitung dengan melakukan V = 0 Dalam Persamaan 2) dari bagian sebelumnya. Ini adalah waktu maksimum T_Max:

0 = v_{salah satu} - G . T_Max ⇒ T_Max = v_{salah satu} /G

-Itu tinggi maksimum Dan_Max Itu jelas dari persamaan 3) dari bagian sebelumnya juga V = 0:

0 = v_{salah satu}² - 2.G. Δy ⇒ 0 = v_{salah satu}² - 2.G. (Dan_Max - Dan_{salah satu}) ⇒ dan_Max = y_{salah satu}  + v_{salah satu}² / 2 g

Ya Dan_{salah satu} = 0, Itu dikurangi menjadi:

Dan_Max = v_{salah satu}² / 2 g

Contoh 1

Bola dengan V dilemparkan secara vertikal ke atas_{salah satu} = 14 m/s, dari atas bangunan setinggi 18 m. Bola dibiarkan mengikuti hilirnya ke trotoar. Menghitung:

a) Tinggi maksimum yang dicapai oleh bola sehubungan dengan tanah.

b) waktu di udara (waktu penerbangan).

Gambar 3. Sebuah bola dilemparkan secara vertikal dari atap bangunan. Sumber: f. Zapata.

Larutan

Dalam gambar gerakan naik dan menurunkan bola muncul secara terpisah untuk kejelasan, tetapi keduanya terjadi di sepanjang garis yang sama. Posisi awal diambil pada y = 0, sehingga posisi terakhir adalah y = - 18 m.

a) Ukuran maksimum yang diukur dari atap bangunan adalah Dan_Max = v_{salah satu}² / 2 g Dan dari pernyataan itu dibaca bahwa kecepatan awal adalah +14 m/s, lalu:

Dan_Max = (14 m/s)² / 2 x 9.8 m/s² = 10 m (Mengenai atap)

H_Max = 10 m + 18 m = 28 m (Tentang trotoar).

b) untuk menemukan Total waktu salah satu waktu penerbangan bertahan di udara bola akan digunakan persamaan y = y_{salah satu} + v_{salah satu}.T - ½ g.T², Dengan nilai dan tanda berikut:

y = - 18 m

Dan_{salah satu} = 0 m

v_{salah satu} = +14 m/s

Mengganti:

- 18 = 14.T - ½ 9.8 .T²

- 4.9 t²+14.T + 18 = 0 

4.9 t²-14.T - 18 = 0

Ini adalah persamaan tingkat kedua yang mudah diselesaikan dengan bantuan kalkulator ilmiah atau menggunakan resolusi. Solusinya adalah: 3.82 dan -0.96. Solusi negatif dibuang karena sudah saatnya tidak memiliki makna fisik.

Itu dapat melayani Anda: panas: formula dan unit, karakteristik, bagaimana itu diukur, contoh

Waktu terbang bola adalah 3.82 detik.

Contoh 2

Partikel yang dimuat secara positif dengan Q = +1.2 milicoulombs (MC) dan massa M = 2.3 x 10 ^-10 Kg Itu diproyeksikan secara vertikal ke atas, mulai dari posisi yang ditunjukkan pada gambar dan dengan kecepatan awal v_{salah satu} = 30 km/s.

Di antara pelat yang dimuat ada medan listrik DAN seragam, diarahkan ke bawah secara vertikal dan besarnya 780 N/C. Jika jarak antara pelat adalah 18 cm, partikel akan bertabrakan dengan pelat atas? Membenci daya tarik gravitasi pada partikel, karena sangat ringan.

Gambar 4. Partikel beban positif bergerak mirip dengan bola yang dilemparkan secara vertikal ke atas, ketika direndam dalam medan listrik gambar. Sumber: dimodifikasi oleh f. Sepatu Wikimedia Commons.

Larutan

Dalam masalah ini medan listrik DAN adalah orang yang menghasilkan kekuatan F dan akselerasi akibatnya. Dimuat secara positif, partikel selalu tertarik ke pelat bawah, namun ketika diproyeksikan secara vertikal ke atas, ia akan mencapai ketinggian maksimum dan kemudian kembali ke pelat bawah, seperti bola contoh sebelumnya.

Menurut definisi medan listrik:

E = f/q = m.A /q ⇒ a = q.E / m

Perlu menggunakan kesetaraan ini sebelum mengganti nilai:

1 mc = 1 x 10^-3 C

Dengan ini percepatannya adalah:

A = 1.2 x 10^-3 X 780 /2.3 x 10 ^-10MS² = 4.07 x 10⁹ MS²

Untuk ketinggian maksimum, rumus bagian sebelumnya digunakan, tetapi alih -alih menggunakan “G"Nilai akselerasi ini digunakan:

Dan_Max = v_{salah satu}² / 2a = (30.000 m/s)²/2 x 4.07 x 10⁹ MS² = 0.11 m = 11 cm

Jangan bertabrakan dengan pelat atas, karena itu adalah 18 cm dari titik awal, dan partikel segera setelah menaikkan 11 cm.

https: // youtu.BE/KT08NTUDZWQ

Referensi

1. Kirkpatrick, l. 2007. Fisika: Pandangan Dunia. 6^ta Edisi Singkat. Pembelajaran Cengage. 23 - 27.
2. Rex, a. 2011. Dasar -dasar fisika. Pearson. 33 - 36
3. Sears, Zemansky. 2016. Fisika Universitas dengan Fisika Modern. 14^th. Ed. Volume 1. 50 - 53.
4. Serway, r., Vulle, c. 2011. Dasar -dasar fisika. 9^na Ed. Pembelajaran Cengage. 43 - 55.
5. Wilson, J. 2011. Fisika 10. Pendidikan Pearson. 133 - 149.