Fritt fall vs Projectile Motion
Fritt fall och projektilrörelse är två mycket viktiga begrepp som diskuteras under mekanik. Dessa två fenomen är av yttersta vikt och spelar en viktig roll inom områden som rymdutforskning, vädersystem, flyg, militära tillämpningar och till och med sport. Det är viktigt att ha en klar förståelse för dessa begrepp för att kunna utmärka sig inom sådana områden. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad fritt fall och projektilrörelse är, deras tillämpningar, likheter mellan dessa två, definitioner av fritt fall och projektilrörelse och slutligen skillnaden mellan fritt fall och projektilrörelse.
Vad är fritt fall?
Fritt fall beskrivs som en rörelse av ett föremål där gravitationskraften är den enda kraft som verkar på föremålet. Objektets rörelse är en tröghetsrörelse. För att förstå begreppet fritt fall ordentligt måste man först förstå gravitationsfältet och gravitationspotentialen. Tyngdkraften är den kraft som uppstår på grund av någon massa. Massa är det nödvändiga och tillräckliga villkoret för gravitationen. Det finns ett gravitationsfält definierat runt vilken massa som helst. Ta massorna m1 och m2 placerade på avstånd r från varandra. Gravitationskraften mellan dessa två massor är G.m1m2 / r2 där G är det universella gravitationskonstant. Gravitationspotentialen vid en punkt definieras som mängden arbete som utförs på en massaenhet när den förs från oändligheten till den givna punkten. Eftersom gravitationspotentialen i oändligheten är noll, och mängden arbete som måste utföras är negativ, är gravitationspotentialen alltid negativ. Den gravitationella potentiella energin för ett objekt definieras som det arbete som utförs på objektet när objektet tas från oändligheten till nämnda punkt. När ett föremål är på ett fritt fall, omvandlas objektets gravitationella potentiella energi till kinetisk energi. Detta gör att objektets hastighet ökas, vilket skapar acceleration. Denna acceleration är känd som gravitationsaccelerationen. Objekt som kretsar runt planetariska kroppar befinner sig i ett konstant, fritt falltillstånd. Thrustrarna på sådana satelliter används för att öka satellitens potentiella energi så att den inte skulle krascha in i planeten.
Vad är projektilrörelse?
Rörelsen hos ett föremål, som projiceras eller kastas, kallas projektilrörelsen. Projektilrörelsen kan ske i vilken situation som helst. Under ett gravitationsfält när luftmotståndet inte är närvarande kan projektilrörelse betraktas som ett fritt fall. Projektiler spelar en mycket viktig roll inom områden som militär teknik, rymdutforskning och till och med sport. Den initiala hastigheten som ges till föremålet genom att kasta lagras i systemet som kinetisk energi. Projektilens maximala höjd beror på vinkeln objektet kastades, starthastigheten och luftmotståndet. Oftast försummas luftmotståndet för att göra beräkningen enkel.
Vad är skillnaden mellan Free Fall och Projectile Motion?
• Fritt fall kan bara ske under gravitation, men projektilrörelser kan ske under vilket kraftfält som helst.
• Fritt fall är ett specialfall av projektilrörelse där starthastigheten är noll.
• Fritt fall kan inte inträffa i situationer där luftmotståndet är närvarande; objektet kommer till en sluthastighet, men projektilrörelser kan inträffa i sådana situationer.
