Free Fall vs Projectile Motion
Frit fald og projektilbevægelse er to meget vigtige begreber, der diskuteres under mekanik. Disse to fænomener er af yderste vigtighed og spiller en vital rolle inden for områder som rumudforskning, vejrsystemer, luftfart, militære applikationer og endda sport. Det er afgørende at have en klar forståelse af disse begreber for at udmærke sig på sådanne områder. I denne artikel skal vi diskutere, hvad frit fald og projektilbevægelse er, deres anvendelser, ligheder mellem disse to, definitioner af frit fald og projektilbevægelse og endelig forskellen mellem frit fald og projektilbevægelse.
Hvad er frit fald?
Frit fald beskrives som en bevægelse af et objekt, hvor tyngdekraften er den eneste kraft, der virker på objektet. Objektets bevægelse er en inertibevægelse. For at forstå begrebet frit fald ordentligt, skal man først forstå gravitationsfeltet og gravitationspotentialet. Tyngdekraften er den kraft, der opstår på grund af enhver masse. Masse er den nødvendige og tilstrækkelige betingelse for tyngdekraften. Der er et gravitationsfelt defineret omkring enhver masse. Tag masser m1 og m2 placeret i en afstand r fra hinanden. Tyngdekraften mellem disse to masser er G.m1m2 / r2 hvor G er det universelle gravitationskonstant. Gravitationspotentialet i et punkt er defineret som mængden af arbejde udført på en enhedsmasse, når den bringes fra uendeligt til det givne punkt. Da gravitationspotentialet ved det uendelige er nul, og mængden af arbejde, der skal udføres, er negativ, er gravitationspotentialet altid negativt. Den gravitationelle potentielle energi af et objekt er defineret som det arbejde, der udføres på objektet, når objektet tages fra det uendelige til det nævnte punkt. Når et objekt er i frit fald, omdannes objektets gravitationelle potentielle energi til kinetisk energi. Dette medfører, at objektets hastighed øges og dermed skabe acceleration. Denne acceleration er kendt som gravitationsaccelerationen. Objekter, der kredser omkring planetlegemer, er i en konstant, frit faldtilstand. Thrusterne på sådanne satellitter bruges til at øge satellittens potentielle energi, så den ikke styrter ind i planeten.
Hvad er projektilbevægelse?
Bevægelsen af et objekt, som projiceres eller kastes, er kendt som projektilbevægelsen. Projektilbevægelsen kan finde sted i enhver situation. Under et gravitationsfelt, når luftmodstanden ikke er til stede, kan projektilbevægelse betragtes som et frit fald. Projektiler spiller en meget vigtig rolle inden for områder som militærteknologi, rumudforskning og endda sport. Den begyndelseshastighed, der gives til objektet ved at kaste, lagres i systemet som kinetisk energi. Projektilets maksimale højde afhænger af den vinkel, objektet blev kastet, starthastigheden og luftmodstanden. De fleste gange forsømmes luftmodstanden for at gøre beregningen nem.
Hvad er forskellen mellem Free Fall og Projectile Motion?
• Frit fald kan kun forekomme under tyngdekraften, men projektilbevægelser kan forekomme under ethvert kraftfelt.
• Frit fald er et særligt tilfælde af projektilbevægelse, hvor starthastigheden er nul.
• Frit fald kan ikke forekomme i situationer, hvor luftmodstanden er til stede; objektet vil komme til en terminal hastighed, men projektilbevægelser kan forekomme i sådanne situationer.
