Multimediaexpo.cz je již 18 let na českém internetu !!
Vrh šikmý
Z Multimediaexpo.cz
m (1 revizi) |
m (Nahrazení textu „<math>“ textem „<big>\(“) |
||
Řádka 7: | Řádka 7: | ||
Proto platí: | Proto platí: | ||
- | :< | + | :<big>\(x = x_0 + v_0 t \cos{\alpha}\,</math>, |
- | :< | + | :<big>\(y = y_0 + v_0 t \sin{\alpha} - \frac{1}{2} g t^2</math>. |
- | Obvykle je vhodné položit [[počátek]] [[soustava souřadnic|soustavy souřadnic]] do bodu < | + | Obvykle je vhodné položit [[počátek]] [[soustava souřadnic|soustavy souřadnic]] do bodu <big>\([x_0,y_0]</math>. |
Z uvedených [[rovnice|rovnic]] lze určit [[maximum|maximální]] dosaženou [[výška|výšku]]: | Z uvedených [[rovnice|rovnic]] lze určit [[maximum|maximální]] dosaženou [[výška|výšku]]: | ||
- | :< | + | :<big>\(y_{max} = y_0 + \frac{1}{2} \frac{v_0^2 \sin^2{\alpha} }{g}</math> |
a délku vrhu (tedy [[vzdálenost]], po které těleso klesne do původní výšky), neboli ''[[dostřel]]'': | a délku vrhu (tedy [[vzdálenost]], po které těleso klesne do původní výšky), neboli ''[[dostřel]]'': | ||
- | :< | + | :<big>\(d = \frac{v_0^2}{g} \sin{2\alpha}</math> |
Při pohybu v prostředí s nezanedbatelným odporem opisuje těleso asymetrickou [[balistická křivka|balistickou křivku]], u které je délka vrhu kratší než u pohybu při zanedbání odporu vzduchu. | Při pohybu v prostředí s nezanedbatelným odporem opisuje těleso asymetrickou [[balistická křivka|balistickou křivku]], u které je délka vrhu kratší než u pohybu při zanedbání odporu vzduchu. | ||
==Speciální případy== | ==Speciální případy== | ||
- | * '''[[Volný pád]]''' - Počáteční rychlost je [[nula|nulová]] a pro rychlost dostáváme vztah < | + | * '''[[Volný pád]]''' - Počáteční rychlost je [[nula|nulová]] a pro rychlost dostáváme vztah <big>\(v=gt</math>. [[Dráha (fyzika)|Dráha]], kterou těleso urazí od počátku do času <big>\(t</math> je <big>\(s=\frac{1}{2}gt^2</math>. |
- | * '''[[Svislý vrh|Svislý vrh vzhůru]]''' - Celý pohyb probíhá pouze ve směru osy ''y'' ([[elevační úhel]] < | + | * '''[[Svislý vrh|Svislý vrh vzhůru]]''' - Celý pohyb probíhá pouze ve směru osy ''y'' ([[elevační úhel]] <big>\(\alpha=\frac{\pi}{2}</math>). Počáteční rychlost <big>\(v_0</math> je nenulová (pro nulovou počáteční rychlost by se jednalo o volný pád). Pro rychlost pak dostaneme vztah <big>\(v=v_0-gt</math>. Vzdálenost (okamžitá výška) tělesa nad bodem, z něhož bylo vrženo, je dána vztahem <big>\(s=v_0t-\frac{1}{2}gt^2</math>. V nejvyšším bodě výstupu je rychlost [[nula|nulová]]. Odsud získáme dobu výstupu <big>\(T=\frac{v_0}{g}</math>. Dosazením do vztahu pro dráhu dostaneme po úpravě výšku výstupu <big>\(h=\frac{v_0^2}{2g}</math>. Z nejvyššího bodu trajektorie padá těleso zpět [[volný pád|volným pádem]] a bodu, z něhož bylo vrženo dosáhne za dobu, která se rovná době výstupu. |
- | * '''[[Vodorovný vrh]]''' - Při vodorovném vrhu směřuje počáteční rychlost ve směru osy ''x'' ([[elevační úhel]] < | + | * '''[[Vodorovný vrh]]''' - Při vodorovném vrhu směřuje počáteční rychlost ve směru osy ''x'' ([[elevační úhel]] <big>\(\alpha=0</math>). Délka vrhu je [[vzdálenost]] za kterou dojde ke změně y-ové souřadnice o velikost <big>\(h</math>. Platí pro ni doba letu <big>\(T=\sqrt{\frac{2h}{g}}</math>. Dosazením doby letu do vztahu pro ''x''-ovou souřadnici získáme délku vrhu <big>\(d=v_0\sqrt{\frac{2h}{g}}</math>. |
== Související články == | == Související články == |
Verze z 14. 8. 2022, 14:50
Vrh šikmý je pohyb tělesa v homogenním gravitačním poli, při kterém počáteční rychlost svírá s horizontem nenulový elevační úhel.
Pokud vrh probíhá ve vakuu, pohybuje se těleso po parabole, ve vzduchu (tzn. s nezanedbatelným odporem vzduchu) po tzv. balistické křivce.
Matematický model
Předpokládejme, že těleso má počáteční rychlost v0 svírající s vodorovným směrem elevační úhel α. Následný pohyb (ve vakuu, resp. při zanedbání odporu vzduchu) se skládá z rovnoměrného přímočarého pohybu touto rychlostí v původním směru (tímto směrem položíme osu x) a z volného pádu (tedy rovnoměrně zrychleného pohybu) ve směru gravitačního zrychlení g, který lze ztotožnit s pohybem ve směru osy y. Ve směru osy z tedy pohyb neprobíhá (trajektorií tedy bude rovinná křivka).
Proto platí:
- \(x = x_0 + v_0 t \cos{\alpha}\,</math>,
- \(y = y_0 + v_0 t \sin{\alpha} - \frac{1}{2} g t^2</math>.
Obvykle je vhodné položit počátek soustavy souřadnic do bodu \([x_0,y_0]</math>.
Z uvedených rovnic lze určit maximální dosaženou výšku:
- \(y_{max} = y_0 + \frac{1}{2} \frac{v_0^2 \sin^2{\alpha} }{g}</math>
a délku vrhu (tedy vzdálenost, po které těleso klesne do původní výšky), neboli dostřel:
- \(d = \frac{v_0^2}{g} \sin{2\alpha}</math>
Při pohybu v prostředí s nezanedbatelným odporem opisuje těleso asymetrickou balistickou křivku, u které je délka vrhu kratší než u pohybu při zanedbání odporu vzduchu.
Speciální případy
- Volný pád - Počáteční rychlost je nulová a pro rychlost dostáváme vztah \(v=gt</math>. Dráha, kterou těleso urazí od počátku do času \(t</math> je \(s=\frac{1}{2}gt^2</math>.
- Svislý vrh vzhůru - Celý pohyb probíhá pouze ve směru osy y (elevační úhel \(\alpha=\frac{\pi}{2}</math>). Počáteční rychlost \(v_0</math> je nenulová (pro nulovou počáteční rychlost by se jednalo o volný pád). Pro rychlost pak dostaneme vztah \(v=v_0-gt</math>. Vzdálenost (okamžitá výška) tělesa nad bodem, z něhož bylo vrženo, je dána vztahem \(s=v_0t-\frac{1}{2}gt^2</math>. V nejvyšším bodě výstupu je rychlost nulová. Odsud získáme dobu výstupu \(T=\frac{v_0}{g}</math>. Dosazením do vztahu pro dráhu dostaneme po úpravě výšku výstupu \(h=\frac{v_0^2}{2g}</math>. Z nejvyššího bodu trajektorie padá těleso zpět volným pádem a bodu, z něhož bylo vrženo dosáhne za dobu, která se rovná době výstupu.
- Vodorovný vrh - Při vodorovném vrhu směřuje počáteční rychlost ve směru osy x (elevační úhel \(\alpha=0</math>). Délka vrhu je vzdálenost za kterou dojde ke změně y-ové souřadnice o velikost \(h</math>. Platí pro ni doba letu \(T=\sqrt{\frac{2h}{g}}</math>. Dosazením doby letu do vztahu pro x-ovou souřadnici získáme délku vrhu \(d=v_0\sqrt{\frac{2h}{g}}</math>.
Související články
Náklady na energie a provoz naší encyklopedie prudce vzrostly. Potřebujeme vaši podporu... Kolik ?? To je na Vás. Náš FIO účet — 2500575897 / 2010 |
---|
Informace o článku.
Článek je převzat z Wikipedie, otevřené encyklopedie, do které přispívají dobrovolníci z celého světa. |