Free Fall vs Projectile Motion
Fritt fall og prosjektilbevegelse er to veldig viktige konsepter diskutert under mekanikk. Disse to fenomenene er av største betydning og spiller en viktig rolle i felt som romforskning, værsystemer, luftfart, militære applikasjoner og til og med sport. Det er viktig å ha en klar forståelse av disse begrepene for å utmerke seg innen slike felt. I denne artikkelen skal vi diskutere hva fritt fall og prosjektilbevegelse er, deres applikasjoner, likheter mellom disse to, definisjoner av fritt fall og prosjektilbevegelse og til slutt forskjellen mellom fritt fall og prosjektilbevegelse.
Hva er fritt fall?
Fritt fall blir beskrevet, som en bevegelse av et objekt der gravitasjonskraften er den eneste kraften som virker på objektet. Bevegelsen til objektet er en treghetsbevegelse. For å forstå begrepet fritt fall riktig, må man først forstå gravitasjonsfeltet og gravitasjonspotensialet. Tyngdekraft er kraften som oppstår på grunn av masse. Masse er den nødvendige og tilstrekkelige tilstanden for tyngdekraften. Det er et gravitasjonsfelt definert rundt en hvilken som helst masse. Ta massene m 1 og m2 plassert i en avstand r fra hverandre. Gravitasjonskraften mellom disse to massene er Gm 1.m 2 / r 2hvor G er den universelle gravitasjonskonstanten. Gravitasjonspotensialet ved et punkt er definert som mengden arbeid som er utført på en enhetsmasse når den bringes fra uendelig til gitt punkt. Siden gravitasjonspotensialet ved uendelig er null, og hvor mye arbeid som må gjøres er negativt, er gravitasjonspotensialet alltid negativt. Gravitasjonspotensialenergien til et objekt er definert som arbeidet utført på objektet når objektet blir tatt fra uendelig til nevnte punkt. Når et objekt er i fritt fall, konverteres gravitasjonspotensialenergien til objektet til kinetisk energi. Dette fører til at hastigheten på objektet økes og skaper akselerasjon. Denne akselerasjonen er kjent som gravitasjonsakselerasjonen. Objekter som kretser rundt planetariske kropper er i en konstant, fritt falltilstand. Thrusterne på slike satellitter brukes til å øke satellittens potensielle energi slik at den ikke krasjer inn i planeten.
Hva er Projectile Motion?
Bevegelsen til et objekt, som projiseres eller kastes, er kjent som prosjektilbevegelsen. Projektilbevegelsen kan finne sted i enhver situasjon. Under et gravitasjonsfelt når luftmotstanden ikke er til stede, kan prosjektilbevegelse betraktes som et fritt fall. Projektiler spiller en veldig viktig rolle innen felt som militær teknologi, romforskning og til og med sport. Starthastigheten gitt til objektet ved å kaste lagres i systemet som kinetisk energi. Den maksimale høyden på prosjektilet avhenger av vinkelen objektet ble kastet, utgangshastigheten og luftmotstanden. De fleste ganger forsømmes luftmotstanden for å gjøre beregningen enkel.
Hva er forskjellen mellom fritt fall og prosjektilbevegelse?
• Fritt fall kan bare forekomme under tyngdekraften, men prosjektilbevegelse kan forekomme under ethvert kraftfelt.
• Fritt fall er et spesielt tilfelle av prosjektilbevegelse der starthastigheten er null.
• Fritt fall kan ikke forekomme i situasjoner der luftmotstanden er til stede; objektet vil komme til en terminalhastighet, men prosjektilbevegelse kan forekomme i slike situasjoner.
