Свободно падане срещу движение на снаряд
Свободното падане и движението на снаряда са две много важни понятия, обсъждани в механиката. Тези две явления са от първостепенно значение и играят жизненоважна роля в области като изследване на космоса, метеорологични системи, авиация, военни приложения и дори спорт. Жизненоважно е да имате ясно разбиране за тези концепции, за да постигнете отлични постижения в такива области. В тази статия ще обсъдим какво са свободно падане и движение на снаряда, техните приложения, сходства между тези две, определения за свободно падане и движение на снаряда и накрая разликата между свободно падане и движение на снаряда.
Какво е свободно падане?
Свободното падане се описва като движение на обект, при което гравитационната сила е единствената сила, действаща върху обекта. Движението на обекта е инерционно движение. За да разберем правилно концепцията за свободно падане, първо трябва да разберем гравитационното поле и гравитационния потенциал. Гравитацията е силата, която възниква поради която и да е маса. Масата е необходимото и достатъчно условие за гравитацията. Има гравитационно поле, определено около всяка маса. Вземете маси m 1 и m2, поставени на разстояние r една от друга. Гравитационната сила между тези две маси е Gm 1.m 2 / r 2където G е универсалната гравитационна константа. Гравитационният потенциал в дадена точка се дефинира като обемът на извършената работа върху единица маса при пренасянето му от безкрайност към дадената точка. Тъй като гравитационният потенциал в безкрайността е нула и количеството работа, което трябва да се извърши, е отрицателно, гравитационният потенциал винаги е отрицателен. Гравитационната потенциална енергия на даден обект се дефинира като работата, извършена върху обекта, когато обектът се пренася от безкрайност до споменатата точка. Когато даден обект е в свободно падане, гравитационната потенциална енергия на обекта се преобразува в кинетична енергия. Това води до увеличаване на скоростта на обекта, като по този начин създава ускорение. Това ускорение е известно като гравитационното ускорение. Обектите, които обикалят около планетарните тела, са в постоянно състояние на свободно падане. Двигателите на такива сателити се използват за увеличаване на потенциалната енергия на сателита, така че той да не се срине на планетата.
Какво е движение на снаряда?
Движението на обект, който се проектира или хвърля, е известно като движение на снаряда. Движението на снаряда може да се осъществи във всяка ситуация. Под гравитационно поле, когато няма въздушно съпротивление, движението на снаряда може да се разглежда като свободно падане. Снарядите играят много важна роля в области като военни технологии, изследване на космоса и дори спорт. Първоначалната скорост, дадена на обекта чрез хвърляне, се съхранява в системата като кинетична енергия. Максималната височина на снаряда зависи от ъгъла, на който е бил хвърлен обекта, първоначалната скорост и въздушното съпротивление. Повечето пъти въздушното съпротивление се пренебрегва, за да улесни изчислението.
Каква е разликата между свободно падане и движение на снаряд?
• Свободното падане може да се случи само при гравитация, но движението на снаряда може да се случи при всяко силово поле.
• Свободното падане е специален случай на движение на снаряда, където началната скорост е нула.
• Свободно падане не може да се случи в ситуации, когато има въздушно съпротивление; обектът ще достигне крайна скорост, но в такива ситуации може да възникне движение на снаряд.
