פיזיקה תיכונית/מכניקה/קינמטיקה/נפילה חופשית וזריקה אופקית

נפילה חופשית

בתנועה זו יש לגוף תאוצה שאיננה תלויה במסת הגוף כלפי פני הכוכב

בקרבת פני כדור הארץ יש תאוצה שמסומנת באות $g$ , וערכה $9.8{\frac {m}{s^{2}}}$ . פעמים רבות מעגלים את ערך התאוצה ל- $10{\frac {m}{s^{2}}}$ .

לרוב אנו נוהגים להגדיר את ציר המקום כלפי מעלה ולכן התאוצה היא $-g$ , שכן התאוצה היא כלפי מטה.

זריקה אופקית

בנפילה חופשית התנועה, התאוצה והמהירות הן על אותו קו ישר מאונך. מה יקרה אם נפיל גוף בנפילה חופשית כך שתהיה לו תאוצה $g$ למטה, אם בנוסף ניתן לו מהירות התחלתית כלשהי ימינה?

ניתן לתאר את התנועה על-גבי מישור $x,y$ : לכל נקודה במסלול התנועה יש ערכי $x,y$ המתקבלים ע"י משוואת מקום-זמן. לכל ציר ניתן לחשב את ערך המיקום (כתלות בזמן) בנפרד, ללא תלות הציר השני. נסביר באמצעות דוגמא:

שאלה: גוף נזרק ימינה במהירות של $7{\frac {m}{s}}$ בנפילה חופשית מבנין בגובה $45m$ באיזה מרחק מהבניין הגוף יפגע בקרקע?

נכתוב את משוואות מקום-זמן לכל ציר (תחילת ציר $y$ בקרקע, תחילת ציר $x$ בסוף הבניין):

משוואת ציר $x$ כך: $x(t)=7\cdot t$

משוואת ציר $y$ כך: $y(t)=45-{\frac {gt^{2}}{2}}$

נציב $y(t)=0$ נפתור את משוואת ציר $y$ ונקבל: $t=3s$ .

נציב את ה- $t$ שקיבלנו במשוואת ציר $x$ ונקבל: $x(t=3)=7\cdot 3=21$

תשובה: הגוף יפגע בקרקע במרחק $21m$ מהבניין.

לסיכום: בבעיות זריקה אופקית יש ליצור שתי משוואות תנועה, אחת לכל ציר, שמשותף להם הזמן וכך ניתן לקבוע היכן יהיה הגוף ברגע נתון במרחב.

הפרק הקודם:	נפילה חופשית וזריקה אופקית	הפרק הבא:
משוואות התנועה	תרגילים	תנועה מעגלית