คุณเคยสังเกตเห็นลูกบอลที่ถูกโยนหรือไม่? แทร็กเป็นยังไงบ้าง? ลูกบอลที่ขว้างไปจะถึงระดับความสูงหนึ่งก่อนที่จะตกลงมาโดยแรงโน้มถ่วง การเคลื่อนที่ที่เกิดจากลูกบอลนี้เรียกว่าการเคลื่อนที่แบบพาราโบลา คราวนี้เราจะพูดถึงการเคลื่อนที่นี้พร้อมกับสูตรที่ใช้
การเคลื่อนที่แบบพาราโบลา
นี่คือการเคลื่อนที่ตามวิถีพาราโบลา การเคลื่อนที่แบบพาราโบลาเป็นการรวมกันของการเคลื่อนที่ในแนวนอน (แกน X) และการเคลื่อนที่ในแนวตั้ง (แกน Y) เมื่อเกิดการเคลื่อนที่ของพาราโบลาสมมติว่าไม่มีแรงต้านจากอากาศดังนั้นวัตถุทั้งหมดจึงตกลงมาด้วยความเร่งเท่ากัน
ตอนนี้เรามาดูตัวอย่างการเคลื่อนไหวนี้กัน
ลูกบอลถูกโยนลงมาจากหอคอยด้วยความเร็วแนวนอนเริ่มต้นของ Ux และความเร็วในแนวตั้งเริ่มต้นของ Uy = 0 ส่วนประกอบของความเร็วในแนวนอนจะคงที่เนื่องจากไม่มีความเร่งในแนวนอน ในขณะเดียวกันส่วนประกอบของความเร็วในแนวตั้งจะประสบความเร่งเช่นเดียวกับความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (9.8 ms-2)
ระยะเวลาที่ลูกบอลอยู่ในอากาศขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ในแนวตั้ง ในทางกลับกันขนาดและทิศทางของความเร็วของลูกบอลจะเปลี่ยนไปตลอดเวลา ความเร็วของลูกบอลสามารถกำหนดได้ดังนี้:
V = √ Vx ² + Vy ²
v y = ส่วนประกอบของความเร็วของลูกบอลในแนวตั้ง
v x = ส่วนประกอบของความเร็วในแนวนอน (ค่าคงที่)
ทิศทางของความเร็วของวัตถุในพาราโบลา
ทิศทางของความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุสามารถกำหนดได้ด้วยสูตรต่อไปนี้:
ตาลθ = v y / v x
ระดับความสูงสูงสุด
ความสูงสูงสุดคือจุดสูงสุดที่วัตถุสามารถเข้าถึงได้เมื่อเคลื่อนพาราโบลา เมื่อวัตถุถึงความสูงสูงสุดส่วนประกอบของความเร็วในทิศทางแกน Y จะเป็นศูนย์ (vy = 0)
Tymaks = (Vo sin θ) / g
โดยการแทนที่สมการข้างต้นลงในสมการตำแหน่งในทิศทางแกน Y ก่อนหน้านี้ความสูงสูงสุดที่วัตถุสามารถเข้าถึงได้สามารถกำหนดเป็น
Tymaks = (Vo sin θ) / g
การเข้าถึงสูงสุด
การเข้าถึงสูงสุด (xmax) คือระยะทางแนวนอนที่ไกลที่สุดที่วัตถุสามารถเข้าถึงหรือเข้าถึงได้เมื่อเคลื่อนที่พาราโบลา เมื่อวัตถุถึงจุดสูงสุดความสูงของวัตถุคือ y = 0
เวลาที่วัตถุใช้ในการเข้าถึงสูงสุด (txmax) เป็นสองเท่าของเวลาที่วัตถุจะถึงความสูงสูงสุดหรือสามารถกำหนดเป็น
Txmaks = (2Vo sin θ): g
โดยการแทนที่สมการข้างต้นลงในสมการตำแหน่งในทิศทางแกน X ก่อนหน้านี้ช่วงสูงสุดที่วัตถุสามารถเข้าถึงได้สามารถกำหนดเป็น
Xmax = (Vo²บาป2θ): g
