発射運動の方程式:
発射体の動きとは、重力のみを条件として、空気に投影されるオブジェクトの動きです。これが重要な方程式です:
水平方向の動き:
* 水平速度(vx): vx =v₀ * cos(θ)
*v₀=初期速度
*θ=起動角
* 水平変位(x): x =v₀t * cos(θ)
* t =時間
垂直運動:
* 垂直速度(VY): vy =v₀ * sin(θ)-gt
* G =重力による加速(約9.8 m/s²)
* 垂直変位(y): y =v₀t * sin(θ) - (1/2)gt²
* 最終垂直速度(VYF): vyf =v₀ * sin(θ)-gt
その他の有用な方程式:
* 飛行時間(t): t =2v₀ * sin(θ) / g
* 範囲(r): r =v₀² * sin(2θ) / g
* 最大高さ(h): h =v₀² *sin²(θ) /(2g)
仮定:
*空気抵抗は無視できます。
*重力は一定であり、下方に作用します。
*オブジェクトは、原点(x =0、y =0)と見なされるポイントから起動されます。
注:
*これらの方程式は、基本的な運動方程式の運動方程式に由来します。
*水平方向と垂直の動きは互いに独立しています。
*これらの方程式を使用して、初期速度、発射角度、飛行時間、範囲、最大高さなど、発射体運動のさまざまなパラメーターを解くことができます。
例:
水平から30度の角度で20 m/sの初期速度でボールを投げるとしましょう。
* 水平速度: vx =20 * cos(30°)=17.32 m/s
* 垂直速度: Vy =20 * sin(30°)=10 m/s
* 範囲: r =(20² * sin(2 * 30°)) / 9.8 =35.34 m
* 最大高さ: h =(20² *sin²(30°)) /(2 * 9.8)=5.1 m
これらの方程式により、幅広い用途で発射体の軌跡を分析および予測することができます。