Cómo calcular la velocidad vertical

Contenido

• Conceptos básicos del movimiento de proyectiles
• Ecuación de velocidad vertical: movimiento de proyectil
• Movimiento en un círculo vertical
• Calculadora de velocidad vertical

Cuando los proyectiles se mueven en el mundo tal como lo conocemos, se mueven a través del espacio tridimensional, entre puntos que se pueden describir en términos de coordenadas en un (X, y, z) sistema. Cuando las personas estudian estos proyectiles móviles, ya sean objetos en un concurso deportivo como pelotas de béisbol o aviones militares multimillonarios, quieren saber ciertos detalles aislados sobre el camino de esos objetos a través del espacio, no toda la historia desde todos los ángulos literales a la vez .

Los físicos estudian las posiciones de las partículas, el cambio de esas posiciones a lo largo del tiempo (es decir, la velocidad) y cómo ese cambio de posición cambia con el tiempo (es decir, la aceleración). A veces, la velocidad vertical es el elemento de especial interés.

Conceptos básicos del movimiento de proyectiles

La mayoría de los problemas en física introductoria se tratan como componentes horizontales y verticales, representados por X y y respectivamente. La tercera dimensión de "profundidad" está reservada para cursos avanzados.

Con eso en mente, el movimiento de cualquier proyectil se puede describir en términos de su posición (X, y o ambos), velocidad (v) y aceleración (una o sol, la aceleración debida a la gravedad), todo con respecto al tiempo (t), indicado por subíndices. Por ejemplo, v_{y (4)} representa la velocidad vertical (es decir, en el y-dirección) a tiempo t = 4 segundos después de que la partícula comienza a moverse. Del mismo modo, un subíndice de 0 significa t = 0 y te dice la posición inicial o la velocidad del proyectil.

Por lo general, solo necesita referirse a la ecuación o ecuación correcta de las ecuaciones clásicas de Newton del movimiento de proyectiles:

v_ {0x} = v_x x = x_0 + v_xt

(Las dos expresiones anteriores son solo para movimiento horizontal).

y = y_0 + frac {1} {2} (v_ {0y} + v_y) t v_y = v_ {0y} - gt y = y_0 + v_ {0y} t - frac {1} {2} gt v_y ^ 2 = v_ {0y} ^ 2 + 2g (y - y_0)

Ecuación de velocidad vertical: movimiento de proyectil

Qué fórmula de velocidad vertical seleccionar de la lista anterior al intentar determinar la velocidad vertical (representada por v_y0, que es la velocidad en el tiempo t = 0 o v_y, la velocidad vertical en un tiempo no especificado t) dependerá del tipo de información que se le proporcione al comienzo del problema.

Por ejemplo, si te dan y₀ y y (el cambio total en la posición vertical entre t = 0 y el tiempo de interés), puede usar la cuarta ecuación en la lista anterior para encontrar v_0y, la velocidad vertical inicial. Si, en cambio, se le da el tiempo transcurrido para un objeto en caída libre, puede calcular la distancia que ha caído y su velocidad vertical en ese momento utilizando otras ecuaciones.

Movimiento en un círculo vertical

Imagínese balanceando un yo-yo u otro objeto pequeño en una cuerda en un círculo frente a usted, con el círculo trazado por el objeto exactamente perpendicular al piso. Notas que el objeto se desacelera cuando llega a la parte superior del columpio, pero mantienes la velocidad del objeto lo suficientemente alta como para mantener la tensión en la cuerda.

Como habrás adivinado, hay una ecuación física que describe este tipo de movimiento circular vertical. En este tipo de centrípeto movimiento (circular), la aceleración necesaria para mantener la cuerda tensa es v²/ r, dónde v es la velocidad centrípeta y r es la longitud de la cuerda entre su mano en el objeto.

Resolviendo la velocidad vertical mínima en la parte superior de la cuerda (donde una debe ser igual o mayor que sol) da v_y = (gramo)^1/2, lo que significa que la velocidad no depende de la masa del objeto y solo de la longitud de la cadena

Calculadora de velocidad vertical

Puede aprovechar una variedad de calculadoras en línea para ayudarlo a resolver problemas de física que de alguna manera tratan con un componente vertical de desplazamiento y, por lo tanto, tienen un proyectil con velocidad vertical que tal vez desee encontrar en un momento dado t. Un ejemplo de dicho sitio web se proporciona en los Recursos.