Rzut poziomy

Rzut poziomy jest to ruch ciała w polu grawitacyjnym, wyrzuconego poziomo z pewną prędkością początkową z danej wysokości.

Jest to doskonały przykład ruchu w dwóch wymiarach. W takim przypadku ruch ciała musimy rozłożyć na dwa niezależne ruchy, które odbywają się w kierunkach wyznaczonych przez układ odniesienia. Spójrz na rysunek.

rzut poziomy

W naszych rozważaniach pomijamy opory powietrza. Ciało wyrzucone poziomo w kierunku osi Ox ma początkową prędkość v₀. Zauważmy, że w tym kierunku ciało nie doznaje żadnego przyspieszenia, więc prędkość się nie zmienia. Ruch ciała w kierunku osi Ox jest ruchem jednostajnym ze stałą prędkością. Współrzędna x w każdej chwili ruchu jest równa zatem x=v₀t.

Ciało to jednocześnie spada swobodnie w kierunku osi Oy, czyli porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym. Rzeczywisty tor ruchu jest złożeniem obu ruchów.

Czas spadku swobodnego wynosi:

$t_s=\sqrt{\frac{2h}{g}}$ (wyprowadzenie wzoru znajdziesz tutaj).

Współrzędna x osiągnie wartość zasięgu z pokazaną na rysunku dopiero w momencie, gdy ciało dotknie ziemi, a więc dokładnie dla czasu spadku swobodnego. Możemy wiec zapisać:

wzór

Otrzymaliśmy w ten sposób wzór na zasięg rzutu poziomego:

$z=v_0\sqrt{\frac{2h}{g}}$

Aby wyznaczyć szybkość ciała w dowolnej chwili ruchu w rzucie poziomym, musimy obliczyć prędkość w spadku swobodnym w tej chwili i wziąć pod uwagę prędkość początkową, jako składową prędkości. Długość wektora prędkości, czyli szybkość obliczymy wyznaczając moduł tego wektora ze wzoru, który jest wprost wyprowadzany z twierdzenia Pitagorasa:

$v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}$

Inne zagadnienia z tej lekcji

Spadek swobodny

Rzut pionowy

Rzut ukośny