Vapaa putoaminen vs. ammuksen liike
Vapaapudotus ja ammuksen liike ovat kaksi erittäin tärkeää käsitteitä, joista on keskusteltu mekaniikassa. Nämä kaksi ilmiötä ovat äärimmäisen tärkeitä ja niillä on tärkeä rooli esimerkiksi avaruuden tutkimuksessa, sääjärjestelmissä, ilmailussa, sotilassovelluksissa ja jopa urheilussa. Näiden käsitteiden ymmärtäminen on elintärkeää, jotta voimme menestyä näillä aloilla. Tässä artikkelissa aiomme keskustella, mitä ovat vapaa pudotus ja ammuksen liike, niiden sovellukset, näiden kahden yhtäläisyydet, vapaapudotuksen ja ammuksen liikkeen määritelmät ja lopuksi ero vapaapudotuksen ja ammuksen liikkeen välillä.
Mikä on vapaa pudotus?
Vapaa pudotus kuvataan kohteen liikkeeksi, jossa painovoima on ainoa esineeseen vaikuttava voima. Kohteen liike on inertiaalinen liike. Vapaapudotuksen käsitteen ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä painovoimakenttä ja painovoima. Painovoima on voima, joka tapahtuu minkä tahansa massan vuoksi. Massa on painovoiman välttämätön ja riittävä edellytys. Minkään massaan on määritelty painovoimakenttä. Ota massat m 1 ja m2, jotka on sijoitettu etäisyydelle r toisistaan. Näiden kahden massan välinen painovoima on Gm 1.m 2 / r 2missä G on yleinen painovoiman vakio. Gravitaatiopotentiaali pisteessä määritellään yksikön massalle tehdyn työn määränä, kun se tuodaan äärettömästä annettuun pisteeseen. Koska gravitaatiopotentiaali äärettömässä on nolla ja työn määrä on negatiivinen, gravitaatiopotentiaali on aina negatiivinen. Kohteen gravitaatiopotentiaalienergia määritellään esineelle tehdyksi työksi, kun kohde viedään äärettömästä mainittuun pisteeseen. Kun esine on vapaassa pudotuksessa, kohteen painovoimainen potentiaalienergia muutetaan kineettiseksi energiaksi. Tämä aiheuttaa kohteen nopeuden nousun ja siten kiihtyvyyden. Tätä kiihtyvyyttä kutsutaan gravitaatiokiihtyvyydeksi. Planeettarunkojen ympäri kiertävät kohteet ovat jatkuvassa, vapaassa pudotuksessa. Tällaisten satelliittien potkureita käytetään lisäämään satelliitin potentiaalista energiaa, jotta se ei törmää planeetalle.
Mikä on ammuksen liike?
Projisoidun tai heitetyn kohteen liike tunnetaan ammuksen liikkeenä. Ammusliike voi tapahtua missä tahansa tilanteessa. Gravitaatiokentän alla, kun ilmavastusta ei ole, ammuksen liikettä voidaan pitää vapaapudotuksena. Ammuilla on erittäin tärkeä rooli esimerkiksi sotilasteknologian, avaruuden etsinnän ja jopa urheilun aloilla. Kohteelle heittämällä annettu alkuperäinen nopeus tallennetaan järjestelmään kineettisenä energiana. Ammuksen suurin korkeus riippuu kohteen heittokulmasta, alkunopeudesta ja ilmanvastuksesta. Useimmiten ilmavastus jätetään huomiotta, jotta laskeminen olisi helppoa.
Mitä eroa on vapaapudotuksella ja ammusliikkeellä?
• Vapaapudotus voi tapahtua vain painovoiman alla, mutta ammuksen liike voi tapahtua missä tahansa voimakentässä.
• Vapaapudotus on erityinen ammuksen liike, jossa alkunopeus on nolla.
• Vapaata putoamista ei voi tapahtua tilanteissa, joissa ilmavastus on olemassa; esine saavuttaa terminaalisen nopeuden, mutta ammuksen liike voi tapahtua sellaisissa tilanteissa.
