Движение под углом к горизонту

(Данное движение состоит из двух движений: Вертикальное равноускоренное   движение и Равномерное горизонтальное).
Какие   отличия можно отметить между данным движением и ранее рассматривающимися    РуВД и РмГД?
1 отличие: в том, что скорость при вертикальном движении, равна вертикальной составляющей  – Vу (вертикальной  проекции), а  горизонтальное  движение  происходит  с  горизонтальной  составляющей  скорости-Vх.   (Эти проекции скоростей выражаются через тригонометрические функции Sin и Cos).
2 отличие: в том, что свободное движение по вертикали протекает с ускорением свободного падения g, а при движении под углом к горизонту по оси ОУ движение может быть как свободным ( с ускорением g), так и любым равноускоренным движением с ускорением ат .
3 отличие:в том, что перемещение тела происходит вверх-вниз (h) – высота подъёма и вперёд (S) – дальность полёта                   
Рассмотрим свободное движение вдоль оси Oу - вертикальное:
OY: Определим   проекции   скоростей в точках О, С, А и сравним их по величине.
На рисунке хорошо видно, что проекции этих скоростей отличаются по величине: 
VOY > VCY >VAY , при этом проекция скорости в точке А на ось OY равна нулю (VAY = 0), а  проекции  остальных  скоростей  соответственно:
VOY = V0 sin α, VCY = Vc sin β .
По  определению  основных  характеристик  вертикального  движения можно  записать  их  формулы:       
1.Время подъёма тела на высоту h:
2.Конечная скорость подъёма в т.А:  VAY = VOY - gtпод, но т.к. VAY = 0, то эту формулу можно записать в виде: 0 = V0 sin α - gtпод   => gtпод = V0 sin α
3. Высоту  подъёма можно  вычислить по  четырём формулам:


При этом надо помнить, что при свободном движении время подъёма равно времени падения      
tпод = tпад , а  все  время  движения  можно  найти по  формуле      tвсё= 2tпад

Рассмотрим теперь это движение в проекции на ось OX (движение вдоль оси Oх). Это движение  соответствует  равномерному  горизонтальному  движению (при  условии,  что нет  никаких  помех  со  стороны  других  тел по горизонтальному направлению):
OX:  По  определению  путь  тела  или  его  горизонтальное  перемещение равны  произведению  горизонтальной  проекции  скорости  на  время  горизонтального  движения:S = VOXtвсё   = V0cos α t всё , т.е.  S= V0cos α tвсё  ,

Если учесть что   tвсё= 2tпад   и       ,  тогда  формула дальности  полёта  примет  вид:



Тогда,  зная  значение  высоты  подъёма  и  дальности  полёта,  можно  сравнить  эти  две  характеристики между  собой:
   ,    т. е. дальность  полёта  S   в   4ctg α  больше  высоты подъёма  h
!!!  S > h  в  4ctg α
Т.к. движение  вдоль  оси OX равномерное   то  скорость  в  любой  точке  на  этой  оси  одинакова, т.е.  все  проекции  скорости   в  точках О, С, А  равны  между  собой
VOX =  VСX=VАX= VВX =VДX , где VOX=V0cos α ,VСX=VСcos β ,VАX=VА,
VВX=VВcos β ,VДХ = VДcos α   
  

На  рисунке  видно,  что  проекции  скоростей( на  обе  оси  соответственно)  в  симметричных  точках  равны, но  отличаются  направлением.             
V0cosα = VСcosβ = VA (проекция скорости на ось OX в т. А равна сама себе)

т.к.  это РМДв,  то
VOX = V0cosα = VДХ = VДcosα (но начальная скорость подъёма, равна конечной скорости падения  ). Угол между направлениями начальной и конечной скорости этого движения равен  2α.
Рассмотрим   первый  частный случай  этого  движения, когда  тело  бросают  горизонтально  с  некоторой  высоты:
Особенность  этого  случая  в  том  что  здесь   всё  время  движения  равно  времени  падения  тела: tвсё = tпад   
Рассмотрим   второй   частный случай  этого  движения, когда  тело  бросают  под  углом    к  горизонту  или    вниз   или    вверх с  некоторой  высоты:


Такое  движение аналогично  первому  частному  случаю, но  при  этом
OY: VOY = -V0 sin α

OX: VOX = V0 cosα
S = V0cosα tвсё
tвсё = tпад

Такое движение делится на два случая на движение под углом к горизонту
( промежуток ОД) и случаю рассмотренному слева (промежуток ДМ), а  значит используются соответствующие формулы.

При рассмотрении движения под углом необходимо помнить ещё одну  ОСОБЕННОСТЬ этого движения  -   это  движение  является симметричным  относительно  оси, проходящей  через  высоту подъёма, а  это  позволяет  сделать  следующий  вывод:
Если  на  пути  тела  «стоит» стена, от  которой  тело  при  упругом  ударе  отскочит, то расстояние, на  которое   оно  отлетит,    будет  равно  расстоянию  «непройденному» телом по  причине  «помехи»:

АМ (S) - дальность  возможного полёта,  если бы  не  было  стены.
АО (S0) -  расстояние от тела до стены.
ОВ (S1) - расстояние на  которое тело  отлетит после удара о  стену.
S = S0 + S1,     S0  = S - S1,     S1  = S - S0

При  решении  такого  типа  задач  следут  найти   значение  возможной дальности  полёта S (для  случая  без  препятствия ). Зная, на  каком  расстоянии  находилось  тело  от  стены,  можно  определить  где  оно  окажется  после  удара.

Вернуться к конспектам урока

 

О сайте | Разработчики
Гродненская область, г. Лида, ул. Ленинская, д.15
e-mail: fizmatushki@yandex.ru