Swobodny spadek vs ruch pocisku
Swobodny spadek i ruch pocisku to dwa bardzo ważne pojęcia omówione w mechanice. Te dwa zjawiska mają ogromne znaczenie i odgrywają istotną rolę w takich dziedzinach, jak eksploracja kosmosu, systemy pogodowe, lotnictwo, zastosowania wojskowe, a nawet sport. Niezbędne jest jasne zrozumienie tych pojęć, aby osiągnąć sukces w takich dziedzinach. W tym artykule omówimy, czym są swobodne spadanie i ruch pocisku, ich zastosowania, podobieństwa między nimi, definicje swobodnego spadania i ruchu pocisku oraz wreszcie różnicę między swobodnym spadaniem i ruchem pocisku.
Co to jest Free Fall?
Swobodny spadek jest opisywany jako ruch obiektu, w którym siła grawitacji jest jedyną siłą działającą na obiekt. Ruch obiektu jest ruchem bezwładnościowym. Aby właściwie zrozumieć pojęcie swobodnego spadku, należy najpierw zrozumieć pole grawitacyjne i potencjał grawitacyjny. Grawitacja to siła działająca na dowolną masę. Masa jest warunkiem koniecznym i wystarczającym dla grawitacji. Wokół dowolnej masy zdefiniowano pole grawitacyjne. Weź masy m 1 i m2 umieszczone w pewnej odległości r od siebie. Siła grawitacji tych mas jest GM 1.m 2 / r 2gdzie G jest uniwersalną stałą grawitacyjną. Potencjał grawitacyjny w punkcie definiuje się jako ilość pracy wykonanej na masie jednostkowej podczas przenoszenia jej z nieskończoności do danego punktu. Ponieważ potencjał grawitacji w nieskończoności wynosi zero, a ilość pracy do wykonania jest ujemna, potencjał grawitacyjny jest zawsze ujemny. Energia potencjalna grawitacji obiektu jest definiowana jako praca wykonana na obiekcie, gdy obiekt jest przenoszony z nieskończoności do wspomnianego punktu. Kiedy obiekt jest w stanie swobodnego spadku, potencjalna energia grawitacyjna obiektu jest przekształcana w energię kinetyczną. Powoduje to zwiększenie prędkości obiektu, a tym samym przyspieszenie. To przyspieszenie jest znane jako przyspieszenie grawitacyjne. Obiekty krążące wokół ciał planetarnych znajdują się w stałym, swobodnym spadku. Silniki na takich satelitach służą do zwiększania potencjalnej energii satelity, aby nie zderzył się on z planetą.
Co to jest ruch pocisku?
Ruch obiektu, który jest rzutowany lub rzucany, nazywany jest ruchem pocisku. Ruch pocisku może mieć miejsce w każdej sytuacji. W polu grawitacyjnym, gdy opór powietrza nie występuje, ruch pocisku można uznać za swobodny spadek. Pociski odgrywają bardzo ważną rolę w takich dziedzinach, jak technika wojskowa, eksploracja kosmosu, a nawet sport. Prędkość początkowa nadana obiektowi przez wyrzut jest przechowywana w układzie jako energia kinetyczna. Maksymalna wysokość pocisku zależy od kąta, pod jakim obiekt został wyrzucony, prędkości początkowej oraz 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 nastąpić w przypadku dowolnego pola siłowego.
• Swobodny spadek to szczególny przypadek ruchu pocisku, w którym prędkość początkowa wynosi zero.
• Swobodny spadek nie może wystąpić w sytuacjach, w których występuje opór powietrza; obiekt osiągnie prędkość końcową, ale w takich sytuacjach może wystąpić ruch pocisku.
