Wirtualne laboratorium/Fizyka/Mechanika/Rzut poziomy

Rzut poziomy

Co zrobimy: Wystrzelimy kulę poziomo z pewnej wysokości i w tej samej chwili upuścimy drugą pionowo w dół. Sprawdzimy, która pierwsza dotknie ziemi — i czy prędkość pozioma w ogóle wpływa na czas spadania.

Co widzisz na ekranie: Po lewej wyrzutnię na wysokości H, tor lotu kreślony parabolą i znaczniki czasu (strobo) co ułamek sekundy. Suwakami ustawiasz prędkość początkową i wysokość; biała linia pokazuje, że obie kule są na tym samym poziomie w tej samej chwili. Pod spodem odczyty: czas spadania, zasięg i prędkości składowe.

Rzut poziomy
Fizyka · Klasa 1 · Rzut poziomy (FIZ.MECH.PR.07)
Zanim uruchomisz — która kulka dotknie ziemi pierwsza?
czas t
0.00 s
czas upadku
2.86 s
zasięg
51.4 m

Dlaczego spadają równo?

Ruch rozkłada się na dwa niezależne: poziomy i pionowy — i one się nie mieszają.

W pionie: grawitacja ciągnie w dół tak samo obie kulki. Prędkość w bok nie ma żadnej składowej pionowej, więc nie może ani przyspieszyć, ani spowolnić spadania. Wystrzelona kulka spada dokładnie tak samo szybko jak upuszczona — sekunda po sekundzie na tej samej wysokości (dlatego biała linia łączy je przez cały czas).

W poziomie: wystrzelona kulka leci ze stałą prędkością v0v_0 w bok — stąd większy zasięg. Ale to dzieje się obok spadania, nie zamiast niego.

Dlatego czas upadku t=2Hgt = \sqrt{\tfrac{2H}{g}} zależy tylko od wysokości HH, nie od v0v_0. Zwiększasz v0v_0 → kulka leci dalej w bok, ale ląduje w tej samej chwili.

Zapamiętaj: grawitacja nie interesuje się ruchem w bok — dba tylko o górę-dół.

Model: wyobraź sobie cień obu kulek na ścianie z tyłu — porusza się identycznie, bo pokazuje tylko ruch pionowy.

Ruch zwolniony ~1.6× · Wirtualne laboratorium NexTutor

Spodobał Ci się eksperyment? Udostępnij go.

Jest darmowy — podeślij znajomym ze szkoły.

Teoria i wzory

Dwa niezależne ruchy

Rzut poziomy to złożenie ruchu jednostajnego w poziomie i spadku swobodnego w pionie. Grawitacja działa tylko w pionie, więc czas spadania nie zależy od prędkości poziomej.

Składowe prędkości

  • pozioma (stała): vx=v0v_x = v_0
  • pionowa (rośnie z czasem): vy=g tv_y = g\,t
  • wypadkowa: v=v02+(gt)2v = \sqrt{v_0^2 + (g t)^2}

Czas spadania

Zależy tylko od wysokości HH (nie od v0v_0): t=2Hgt = \sqrt{\dfrac{2H}{g}}

Zasięg

Jak daleko kula doleci w poziomie: x=v0 t=v02Hgx = v_0\,t = v_0\sqrt{\dfrac{2H}{g}}

Równanie toru (parabola)

Podstaw t=xv0t = \dfrac{x}{v_0} do y=H−12gt2y = H - \tfrac{1}{2} g t^2: y=H−g2v02 x2y = H - \dfrac{g}{2 v_0^{2}}\,x^2

Oznaczenia: v0v_0 — prędkość początkowa (pozioma), HH — wysokość startu, g≈9,81 m/s2g \approx 9{,}81\ \mathrm{m/s^2}, tt — czas spadania, xx — zasięg, yy — wysokość nad ziemią.

Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.

Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.

Uczysz w klasie albo korepetujesz? Prowadź uczniów w NexTutor →

Najczęstsze pytania

›

Dlaczego w rzucie poziomym ciała spadają w tym samym czasie?

Ruch pionowy i poziomy są niezależne — w pionie działa tylko grawitacja, więc czas spadania zależy jedynie od wysokości: t = √(2h/g).

›

Od czego zależy zasięg rzutu poziomego?

Od prędkości początkowej i czasu spadania: x = v₀·t, gdzie t = √(2h/g).

›

Jaki tor ma ciało w rzucie poziomym?

Parabolę — złożenie ruchu jednostajnego w poziomie i jednostajnie przyspieszonego w pionie.

Obejrzyj wideo → Teoria (klasa): FIZ.1.1.3 → Lekcja maturalna: FIZ.M.1.1 → Wzór w tablicach →

Powiązane eksperymenty

Armata Newtona — od spadku do orbity →Druga zasada dynamiki — wzór F = ma, siła, masa, przyspieszenie →Zasada zachowania energii — energia potencjalna i kinetyczna →