צילום אופקי: מאפיינים, נוסחאות ומשוואות, תרגילים - גוּפָנִי - 2025

ירה אופקי הוא השקת קלע עם מהירות אופקית מגובה מסוים והשאיר את פעולת כוח הכובד. ללא קשר להתנגדות האוויר, הנתיב שתואר על ידי הנייד יהיה בצורת קשת פרבולה.

הקרנת אובייקטים בצורה אופקית נפוצה למדי. המטוסים משוגרים לכל מיני מטרות: מהאבנים עימן הושלכו הסכרים בתחילת הסיפור, לאלו שבוצעו בספורט כדורים ואחריהם המונים עוקבים מקרוב.

איור 1. תמונה אופקית עם רכיבי מהירות באדום. שימו לב שהרכיב האופקי נשאר קבוע בעוד האנכי גדל. מקור: Wikimedia Commons.

מאפיינים

המאפיינים העיקריים של הצילום האופקי הם:

-המהירות הראשונית שניתנה לזמן הניתן בניצב לכוח הכבידה.

-התנועה מתרחשת במטוס, כך שהיא נמשכת שני קואורדינטות: x ו- y.

מיקום, מהירות, זמן טיסה וטווח אופקי מרבי

המשוואות מפושטות על ידי בחירת עמדות ההתחלה הבאות: x _o = 0, ו- _o = 0 באתר ההשקה. יתר על כן v _oy = 0, מכיוון שהנייד מוקרן בצורה אופקית. עם בחירה זו משוואות התנועה הן כך:

כאשר הזמן אינו זמין, המהירות והעקירות המשוואות הנוגעות למשוואה מועילות. זה תקף למהירות האנכית, מכיוון שהאופק נשאר קבוע לאורך כל התנועה:

זמן טיסה

כדי לחשב את זמן הטיסה _הטיסה , נניח שהנייד מוקרן מגובה H מעל הקרקע. כיוון שמקור מערכת ההתייחסות נבחר בנקודת ההשקה, כאשר היא מגיעה לקרקע היא במצב –H. להחליף זאת במשוואה 2) אנו משיגים:

הגעה מקסימאלית

הטווח האופקי מתקבל על ידי החלפת הפעם ב- x (t):

תרגילים שנפתרו

תרגיל מסויים 1

מסוק טס אופקית ושומר על גובה קבוע של 580 מ 'כאשר הוא מפיל ארגז המכיל אוכל מעל מחנה פליטים. התיבה נוחתת במרחק אופקי של 150 מ 'מנקודת השיגור. מצא: א) זמן הטיסה של התיבה.

ב) מהירות המסוק.

ג) באיזו מהירות נגיעה התיבה בקרקע?

פִּתָרוֹן

א) הגובה H ממנו נשמט המזון הוא H = 500 מ '. עם נתונים אלה, בעת החלפה אנו משיגים:

ב) המסוק נושא את המהירות האופקית הראשונית v או _x של המנה ומכיוון שאחד הנתונים הוא _{מקסימום} x :

ג) מהירות הטיל בכל רגע הוא:

הסימן השלילי מציין שהנייד נע כלפי מטה.

תרגיל מסויים 2

חבילה נופלת ממטוס שטס אופקית בגובה H = 500 מ 'ו -200 קמ"ש ועליה ליפול על רכב פתוח שנוסע במהירות 18 קמ"ש על הכביש. באיזה תנוחה המטוס צריך להפיל את החבילה כך שייפול לרכב? אין לקחת בחשבון התנגדות אוויר או מהירות רוח.

איור 2. תרשים לתרגיל שנפתר 2. מקור: הוכן על ידי F. Zapata.

פִּתָרוֹן

רצוי להעביר תחילה את כל היחידות למערכת הבינלאומית:

ישנם שני מוביילים: מטוס (1) ורכב (2) וצריך לבחור מערכת קואורדינטות לאיתור שניהם. נוח לעשות זאת בנקודת ההתחלה של החבילה במטוס. החבילה מוקרנת אופקית עם המהירות שנשא המטוס: v ₁ , ואילו הרכב נע במהירות v ₂ בהנחה קבועה.

-מטוס

-רכב

משך טיסת החבילה הוא:

בזמן זה החבילה חוותה תזוזה אופקית של:

בזמן זה, הרכב נע אופקית גם כן:

אם המטוס משליך את החבילה מייד כשהוא רואה את הרכב עובר תחתיו, הוא לא יגרום לו ליפול ישר לתוכו. כדי שזה יקרה עליכם לזרוק אותו עוד יותר לאחור:

הפניות

1. Bauer, W. 2011. פיזיקה להנדסה ומדעים. כרך 1. מק גריי היל. 74-84.
2. Figueroa, D. (2005). סדרה: פיזיקה למדע והנדסה. כרך 1. קינמטיקה. נערך על ידי דאגלס פיגארואה (USB). 117 - 164.
3. תנועת קליע. התאושש מ: phys.libretexts.org.
4. Rex, A. 2011. יסודות הפיזיקה. פירסון. 53-58.
5. Tippens, P. 2011. פיזיקה: מושגים ויישומים. מהדורה 7. מקגרו היל. 126-131.