物理学を理解する
* 発射体の動き: サッカーの軌跡は発射体の動きの典型的な例であり、それに作用する唯一の力は最初のキック後の重力です。
* 水平コンポーネントおよび垂直成分: サッカーの速度の水平(x)および垂直(y)コンポーネントを考慮する必要があります。
* 飛行時間: ボールが空中で過ごす時間は、その垂直速度に関連しています。
* 範囲: 移動した水平距離(50 m)は、水平速度と飛行時間に関連しています。
解決策
1。垂直運動:
*飛行時間(t)が3秒であることがわかります。
*重力による加速(g)は-9.8 m/s²です。
*方程式の使用:
* t =2 *(v_y / g)(ここで、v_yは初期垂直速度です)
* v_yを解決できます:
* v_y =(g * t) / 2 =(-9.8 m /s² * 3 s) / 2 =-14.7 m / s
*負の記号は、初期の垂直速度が上向きであることを示します。
2。水平方向の動き:
*水平速度(V_X)は、飛行中ずっと一定のままです。
*範囲(r)と時間(t)を使用してv_x:
* r =v_x * t
* v_x =r / t =50 m / 3 s =16.67 m / s
3。キックの角度(θ):
*キックの角度(θ)は、速度の水平成分と垂直成分に関連しています。
* tan(θ)=v_y / v_x
*θ=arctan(v_y / v_x)=arctan(-14.7 m / s / 16.67 m / s)≈ -41.8°
重要な注意: 初期垂直速度が上向きであるため、角度は負です。 水平に比べて角度を表現するために、絶対値を取得します。
したがって、キックの角度は水平から約41.8°上にあります。