Frit fald vs projektilbevægelse
Frit fald og projektilbevægelse er to meget vigtige begreber, der diskuteres under mekanik. Disse to fænomener er af største betydning og spiller en vigtig rolle inden for områder som udforskning af rummet, vejrsystemer, luftfart, militære applikationer og endda sport. Det er vigtigt 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 inerti-bevægelse. For at forstå begrebet frit fald korrekt skal man først forstå tyngdefeltet og tyngdepotentialet. Tyngdekraft er den kraft, der opstår på grund af enhver masse. Masse er den nødvendige og tilstrækkelige betingelse for tyngdekraften. Der er et tyngdefelt defineret omkring enhver masse. Tag masser m 1 og m2 placeret i en afstand r fra hinanden. Gravitationskraften mellem disse to masser er Gm 1.m 2 / r 2hvor G er den universelle tyngdekonstant. Gravitationspotentialet på et punkt defineres som mængden af arbejde udført på en enhedsmasse, når den bringes fra uendelig til det givne punkt. Da tyngdepotentialet ved uendeligt er nul, og mængden af arbejde, der skal udføres, er negativ, er tyngdepotentialet altid negativt. Gravitationspotentialenergien for et objekt defineres som det arbejde, der udføres på objektet, når objektet tages fra uendeligt til det nævnte punkt. Når et objekt er i frit fald, konverteres tyngdepotentialenergien til kinetisk energi. Dette medfører, at objektets hastighed øges, hvilket skaber acceleration. Denne acceleration er kendt som tyngdeacceleration. Objekter, der kredser omkring planetariske legemer, er i en konstant, frit faldstilstand. Drivkraftene på sådanne satellitter bruges til at øge satellitens potentielle energi, så den ikke styrter ned på planeten.
Hvad er projektilbevægelse?
Bevægelsen af et objekt, der projiceres eller kastes, er kendt som projektilbevægelsen. Projektilbevægelsen kan finde sted i enhver situation. Under et tyngdefelt, når luftmodstanden ikke er til stede, kan projektilbevægelse betragtes som et frit fald. Projektiler spiller en meget vigtig rolle inden for områder som militær teknologi, udforskning af rummet og endda sport. Den oprindelige hastighed, der gives objektet ved at kaste, lagres i systemet som kinetisk energi. Projektilets maksimale højde afhænger af vinklen, objektet blev kastet, starthastigheden og luftmodstanden. De fleste gange forsømmes luftmodstanden for at gøre beregningen let.
Hvad er forskellen mellem frit fald og projektilbevægelse?
• Frit fald kan kun forekomme under tyngdekraften, men projektilbevægelse kan forekomme under ethvert kraftfelt.
• Frit fald er et specielt tilfælde af projektilbevægelse, hvor starthastigheden er nul.
• Frit fald kan ikke forekomme i situationer, hvor luftmodstanden er til stede; objektet kommer til en terminalhastighed, men projektilbevægelse kan forekomme i sådanne situationer.
