Prosti pad proti gibanju izstrelkov
Prosti pad in gibanje izstrelka sta dva zelo pomembna pojma, o katerih razpravljamo v mehaniki. Ta dva pojava sta izjemnega pomena in igrata ključno vlogo na področjih, kot so raziskovanje vesolja, vremenski sistemi, letalstvo, vojaške aplikacije in celo šport. Ključnega pomena je jasno razumevanje teh konceptov, če želite biti odlični na teh področjih. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta prosti pad in gibanje izstrelka, njuni uporabi, podobnosti med njima, definiciji prostega pada in gibanja izstrelka ter končno razlika med prostim padom in gibanjem izstrelka.
Kaj je prosti pad?
Prosti pad je opisan kot gibanje predmeta, kjer je gravitacijska sila edina sila, ki deluje na predmet. Gibanje predmeta je inercialno gibanje. Da bi pravilno razumeli koncept prostega pada, moramo najprej razumeti gravitacijsko polje in gravitacijski potencial. Gravitacija je sila, ki se pojavi zaradi katere koli mase. Masa je nujni in zadostni pogoj za gravitacijo. Okoli vsake mase je definirano gravitacijsko polje. Vzemite masi m1 in m2 na razdalji r druga od druge. Gravitacijska sila med tema dvema masama je G.m1m2 / r2, kjer je G univerzalni gravitacijska konstanta. Gravitacijski potencial v točki je definiran kot količina dela, opravljenega na enoto mase, ko jo pripeljemo iz neskončnosti v dano točko. Ker je gravitacijski potencial v neskončnosti nič in je količina dela, ki ga je treba opraviti, negativna, je gravitacijski potencial vedno negativen. Gravitacijska potencialna energija predmeta je opredeljena kot delo, opravljeno na predmetu, ko je predmet vzet iz neskončnosti v omenjeno točko. Ko je predmet v prostem padu, se gravitacijska potencialna energija predmeta pretvori v kinetično energijo. To povzroči povečanje hitrosti predmeta in ustvarjanje pospeška. Ta pospešek je znan kot gravitacijski pospešek. Predmeti, ki krožijo okoli planetarnih teles, so v stanju stalnega prostega pada. Potisni motorji na takšnih satelitih se uporabljajo za povečanje potencialne energije satelita, da ne bi trčil v planet.
Kaj je projektilno gibanje?
Gibanje predmeta, ki je projiciran ali vržen, je znano kot gibanje projektila. Gibanje projektila se lahko zgodi v kateri koli situaciji. Pod gravitacijskim poljem, ko ni zračnega upora, lahko gibanje izstrelka obravnavamo kot prosti pad. Projektili igrajo zelo pomembno vlogo na področjih, kot so vojaška tehnologija, raziskovanje vesolja in celo šport. Začetna hitrost, ki jo predmet dobi z metom, se v sistemu shrani kot kinetična energija. Največja višina izstrelka je odvisna od kota, pod katerim je bil predmet vržen, začetne hitrosti in zračnega upora. Zračni upor je večinoma zanemarjen, da je izračun lažji.
Kakšna je razlika med prostim padom in gibanjem izstrelka?
• Do prostega pada lahko pride le pod vplivom gravitacije, vendar lahko do gibanja izstrelka pride pod katerim koli poljem sil.
• Prosti pad je poseben primer gibanja izstrelka, kjer je začetna hitrost enaka nič.
• Do prostega pada ne more priti v situacijah, kjer je prisoten zračni upor; predmet bo dosegel končno hitrost, vendar lahko v takih situacijah pride do gibanja projektila.
