Utilizador:


Trajetória balística

Storyboard

Se um objeto é arremessado ou disparado em um campo gravitacional, ele passa por dois tipos de movimento:

• No eixo vertical, ele se desloca devido ao efeito da gravidade, experimentando uma aceleração gravitacional. Para trajetórias de baixa altura, essa aceleração pode ser considerada constante.

• No eixo horizontal, desde que a resistência do ar seja negligenciável, o objeto se desloca com velocidade constante, pois não há força para acelerá-lo ou desacelerá-lo.

O resultado é o que é conhecido como uma trajetória balística, que alcança sua máxima distância quando arremessada ou disparada sob um ângulo de 45 graus.

>Modelo

ID:(1446, 0)



Trajetória balística

Storyboard

Se um objeto é arremessado ou disparado em um campo gravitacional, ele passa por dois tipos de movimento: • No eixo vertical, ele se desloca devido ao efeito da gravidade, experimentando uma aceleração gravitacional. Para trajetórias de baixa altura, essa aceleração pode ser considerada constante. • No eixo horizontal, desde que a resistência do ar seja negligenciável, o objeto se desloca com velocidade constante, pois não há força para acelerá-lo ou desacelerá-lo. O resultado é o que é conhecido como uma trajetória balística, que alcança sua máxima distância quando arremessada ou disparada sob um ângulo de 45 graus.

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$y_{max}$
y_max
Altura máxima atingida
m
$\phi$
phi
Altura máxima atingida
rad
$h$
h
Altura para atirar
m
$x_{imp}$
x_imp
Distância máxima alcançada
m
$x$
x
Posição no eixo x
m
$y$
y
Posição no eixo y
m
$t$
t
Tempo
s
$t_{max}$
t_max
Tempo de altura máxima
s
$t_{imp}$
t_imp
Tempo de impactar
s
$v_{0x}$
v_0x
Velocidade horizontal inicial
m/s
$v_0$
v_0
Velocidade inicial
m/s
$v_{0y}$
v_0y
Velocidade vertical inicial
m/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

La posição ($s$) percorrido com ERROR:8173,0 com la velocidade ($s_0$), o tempo ($t$) e o tempo inicial ($t_0$)

equation=3154

Portanto, se o movimento come a na origem ($s_0=0$) no in cio do tempo ($t_0=0$), o movimento descrito por $x=s$ e $v_0=v_{0x}$.

equation

Para o caso em que ERROR:5297,0 igual acelera o gravitacional ($a_0=-g$), a trajet ria vertical pode ser calculada utilizando a equa o para la posição ($s$) com la velocidade ($s_0$), la velocidade inicial ($v_0$), o tempo ($t$) e o tempo inicial ($t_0$):

equation=3157

No cen rio em que o movimento come a em la altura para atirar ($h$) ($s_0=h$), o tempo inicial ($t_0$) ($t_0=0$) e la velocidade vertical inicial ($v_{0y}$) ($v_0=v_{0y}$) s o dados, o movimento pode ser descrito pela f rmula:

equation

Para determinar o tempo de impacto, podemos usar a equa o de la posição no eixo y ($y$), que depende de la altura para atirar ($h$), la velocidade vertical inicial ($v_{0y}$), la aceleração gravitacional ($g$) e o tempo ($t$), onde a altura zero:

equation=10931

Isso resulta em um tempo:

$t=\displaystyle\frac{ v_{y0} +\sqrt{ v_{0y} ^2 + 2 g h }}{g}$



Com la velocidade inicial ($v_0$) e o altura máxima atingida ($\phi$):

equation=10933

la tempo de impactar ($t_{imp}$) :

equation

La tempo de altura máxima ($t_{max}$) alcan ado quando la posição no eixo y ($y$) atinge um valor m ximo. Essa altura pode ser calculada com la altura para atirar ($h$), la velocidade vertical inicial ($v_{0y}$), la aceleração gravitacional ($g$) e o tempo ($t$),

equation=10931

cuja derivada no tempo nula no m ximo, implicando:

$\displaystyle\frac{dy}{dt}=v_{0,y}-gt=0$



Portanto, com a express o para la velocidade inicial ($v_0$),

equation=10933

temos que

equation

O altura máxima atingida ($y_{max}$) alcan ado em uma tempo de altura máxima ($t_{max}$) com o altura máxima atingida ($\phi$), la velocidade constante ($v_0$) e la aceleração gravitacional ($g$),

equation=10936

a partir do qual podemos determinar la posição no eixo y ($y$) com la altura para atirar ($h$), la velocidade vertical inicial ($v_{0y}$) e o tempo ($t$) usando a equa o

equation=10931

Assim, com la velocidade vertical inicial ($v_{0y}$),

equation=10933

em o altura máxima atingida ($y_{max}$)

equation


Exemplos


mechanisms

Durante a Idade M dia, ao observar o voo de uma bola de canh o, desenhava-se uma curva que mostrava uma subida pronunciada seguida por uma queda quase vertical, como pode ser visto na imagem:

image

No entanto, ao analisar as equa es da cinem tica, sabe-se que a trajet ria real da bola de canh o muito diferente. Na verdade, trata-se de uma par bola que produzida pela combina o do movimento vertical, causado pela gravidade, e do movimento horizontal, que constante.

Em outras palavras, o tempo que a bola permanece no ar determinado pelo seu movimento vertical, enquanto a dist ncia percorrida na dire o horizontal determinada pela sua velocidade horizontal.

A trajet ria bal stica geralmente segue uma par bola invertida com um ponto de ERROR:8433,0 e uma distância máxima alcançada ($x_{imp}$) com la tempo de altura máxima ($t_{max}$) e la tempo de impactar ($t_{imp}$):

imagem

Nota: Estritamente falando, as componentes devem ser estimadas com base em seus valores ao n vel do solo para determinar com precis o os par metros da altura m xima e do ponto de impacto.


model

Se uma massa pontual se move com uma velocidade inicial ($v_0$) e disparada para baixo um altura máxima atingida ($\phi$) em rela o superf cie, ent o o seu ERROR:8427,0 ser igual a:

kyon

Se uma massa pontual se move com uma velocidade inicial ($v_0$) e disparada para baixo um altura máxima atingida ($\phi$) em rela o superf cie, ent o o seu ERROR:8428,0 ser igual a:

kyon

O objeto percorre um tempo ($t$) at uma velocidade horizontal inicial ($v_{0x}$) Uma posição no eixo x ($x$) igual a

kyon

Um objeto decola no campo terrestre com uma velocidade de la aceleração gravitacional ($g$), a uma altura para atirar ($h$) com um ngulo de uma velocidade vertical inicial ($v_{0y}$) e alcan ar em um tempo ($t$) a uma altura de uma posição no eixo y ($y$).

kyon

Nota: Se desejar que o alvo esteja em um ponto mais alto do que o canh o, um ngulo negativo de uma altura para atirar ($h$) deve ser usado.

Se um objeto se move com uma velocidade de uma velocidade inicial ($v_0$) e disparado com um ngulo de um altura máxima atingida ($\phi$) em rela o superf cie, la tempo de impactar ($t_{imp}$) pode ser calculado usando la aceleração gravitacional ($g$) e la altura para atirar ($h$):

kyon

Se um objeto se move com uma velocidade de uma velocidade inicial ($v_0$) e disparado a um ngulo de um altura máxima atingida ($\phi$) em rela o superf cie, la aceleração gravitacional ($g$) e la altura para atirar ($h$) podem ser calculados usando a seguinte f rmula:

kyon

Se um objeto se move com uma velocidade de la velocidade inicial ($v_0$) e disparado com um ngulo de um altura máxima atingida ($\phi$) em rela o superf cie, a altura em que alcan ar seu ERROR:8433,0 pode ser calculada da seguinte maneira:

kyon

Se o alvo est a uma dist ncia de la velocidade inicial ($v_0$) e disparado de uma altitude de um altura máxima atingida ($\phi$) em rela o superf cie, com uma velocidade de la aceleração gravitacional ($g$), ent o a altura que ele alcan ar , o altura máxima atingida ($y_{max}$), pode ser calculada como:

kyon


>Modelo

ID:(1446, 0)



Mecanismos

Definição


ID:(15404, 0)



Visão na idade média

Imagem

Durante a Idade Média, ao observar o voo de uma bola de canhão, desenhava-se uma curva que mostrava uma subida pronunciada seguida por uma queda quase vertical, como pode ser visto na imagem:

No entanto, ao analisar as equações da cinemática, sabe-se que a trajetória real da bola de canhão é muito diferente. Na verdade, trata-se de uma parábola que é produzida pela combinação do movimento vertical, causado pela gravidade, e do movimento horizontal, que é constante.

Em outras palavras, o tempo que a bola permanece no ar é determinado pelo seu movimento vertical, enquanto a distância percorrida na direção horizontal é determinada pela sua velocidade horizontal.

ID:(13996, 0)



Trajetória balística

Nota

A trajetória balística geralmente segue uma parábola invertida com um ponto de ERROR:8433,0 e uma distância máxima alcançada ($x_{imp}$) com la tempo de altura máxima ($t_{max}$) e la tempo de impactar ($t_{imp}$):

Nota: Estritamente falando, as componentes devem ser estimadas com base em seus valores ao nível do solo para determinar com precisão os parâmetros da altura máxima e do ponto de impacto.

ID:(12536, 0)



Modelo

Citar


ID:(15407, 0)