Różnica między swobodnym spadaniem a ruchem pocisku

Swobodny spadek vs ruch pocisku
 

Swobodny spadek i ruch pocisku to dwie bardzo ważne koncepcje omówione w mechanice. Te dwa zjawiska mają ogromne znaczenie i odgrywają istotną rolę w takich dziedzinach, jak eksploracja kosmosu, systemy pogodowe, lotnictwo, zastosowania wojskowe, a nawet sport. Niezbędne jest jasne zrozumienie tych pojęć, aby osiągnąć sukces w takich dziedzinach. W tym artykule omówimy, czym jest swobodny upadek i ruch pocisku, ich zastosowania, podobieństwa między nimi, definicje swobodnego spadania i ruchu pocisku oraz wreszcie różnicę między swobodnym spadkiem i ruchem pocisku.

Czym jest Free Fall?

Swobodny spadek opisuje się jako ruch obiektu, w którym siła grawitacyjna jest jedyną siłą działającą na przedmiot. Ruch obiektu jest ruchem bezwładnościowym. Aby właściwie zrozumieć pojęcie swobodnego spadania, należy najpierw zrozumieć pole grawitacyjne i potencjał grawitacyjny. Grawitacja to siła występująca z powodu dowolnej masy. Masa jest koniecznym i wystarczającym warunkiem grawitacji. Wokół dowolnej masy zdefiniowane jest pole grawitacyjne. Msze mas₁ i m2 umieszczone w odległości r od siebie. Siła grawitacyjna między tymi dwiema masami wynosi G.m₁.m₂₎ / r²⁾ gdzie G jest uniwersalną stałą grawitacyjną. Potencjał grawitacyjny w punkcie jest definiowany jako ilość pracy wykonanej na masie jednostkowej podczas przenoszenia jej z nieskończoności do danego punktu. Ponieważ potencjał grawitacyjny w nieskończoności wynosi zero, a ilość pracy, jaką należy wykonać, jest ujemna, potencjał grawitacyjny jest zawsze ujemny. Energia potencjalna grawitacji obiektu jest zdefiniowana jako praca wykonana na obiekcie, gdy obiekt jest przenoszony z nieskończoności do wspomnianego punktu. Kiedy obiekt spada swobodnie, potencjalna energia grawitacyjna obiektu jest przekształcana w energię kinetyczną. Powoduje to zwiększenie prędkości obiektu, a tym samym przyspieszenie. Przyspieszenie to jest znane jako przyspieszenie grawitacyjne. Obiekty krążące wokół ciał planetarnych znajdują się w stałym, swobodnym spadku. Pędniki na takich satelitach służą do zwiększenia potencjalnej energii satelity, aby nie uderzył on w planetę.

Co to jest ruch pocisku?

Ruch obiektu, który jest rzutowany lub rzucany, nazywany jest ruchem pocisku. Ruch pocisku może mieć miejsce w każdej sytuacji. Pod polem grawitacyjnym, gdy nie występuje opór powietrza, ruch pocisku można uznać za swobodny opad. Pociski odgrywają bardzo ważną rolę w dziedzinach takich jak technika wojskowa, eksploracja kosmosu, a nawet sport. Prędkość początkowa nadana obiektowi przez rzut jest przechowywana w systemie jako energia kinetyczna. Maksymalna wysokość pocisku zależy od kąta rzucenia obiektu, prędkości początkowej i oporu powietrza. W większości przypadków opór powietrza jest pomijany, aby ułatwić obliczenia.