لقطة أفقية: الخصائص ، الصيغ والمعادلات ، التمارين - جسدي - بدني - 2026

ل قطة الأفقي هو إطلاق قذيفة بسرعة أفقية من ارتفاع معين وترك لعمل الجاذبية. بغض النظر عن مقاومة الهواء ، فإن المسار الموصوف بواسطة الهاتف المحمول سيكون له شكل قوس مكافئ.

يعد إسقاط الكائنات أفقيًا أمرًا شائعًا جدًا. يتم إطلاق المقذوفات لجميع أنواع الأغراض: من الحجارة التي ضربت بها السدود في بداية القصة ، إلى تلك التي نفذت في رياضات الكرة وتتبعها الجماهير عن كثب.

الشكل 1. لقطة أفقية بمكونات السرعة باللون الأحمر. لاحظ أن المكون الأفقي يظل ثابتًا بينما يزيد العمود الرأسي. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

مميزات

الخصائص الرئيسية للتصوير الأفقي هي:

- السرعة الابتدائية الممنوحة للقذيفة متعامدة مع الجاذبية.

- تحدث الحركة في مستوٍ ، لذا فهي تأخذ إحداثيين: x و y.

الموقع والسرعة ووقت الرحلة وأقصى مدى أفقي

يتم تبسيط المعادلات باختيار مواضع البداية التالية: x _o = 0 و _o = 0 في موقع الإطلاق. علاوة على ذلك ، v _oy = 0 ، نظرًا لأن الهاتف يُسقط أفقيًا. مع هذا الاختيار تكون معادلات الحركة كما يلي:

عندما لا يتوفر الوقت ، تكون المعادلة المتعلقة بالسرعات والإزاحة مفيدة. هذا صالح للسرعة الرأسية ، حيث يظل الأفقي ثابتًا طوال الحركة:

وقت الرحلة

لحساب زمن الرحلة t _الرحلة ، افترض أن الجهاز المحمول مُسقط من ارتفاع H فوق الأرض. نظرًا لأنه تم اختيار أصل النظام المرجعي عند نقطة الإطلاق ، فعندما يصل إلى الأرض يكون في الموضع –H. استبدال هذا في المعادلة 2) نحصل على:

أقصى مدى

يتم الحصول على المدى الأفقي عن طريق استبدال هذه المرة بـ x (t):

تمارين محلولة

- تمرين حل 1

طائرة هليكوبتر تحلق أفقيًا ، وتحافظ على ارتفاع ثابت يبلغ 580 مترًا عندما تسقط صندوقًا يحتوي على طعام فوق مخيم للاجئين. يهبط الصندوق على مسافة أفقية تبلغ 150 مترًا من نقطة إطلاقه. البحث: أ) وقت الرحلة من المربع.

ب) سرعة المروحية.

ج) ما مدى سرعة ملامسة الصندوق للأرض؟

المحلول

أ) الارتفاع H الذي يسقط منه الطعام هو H = 500 م. بهذه البيانات ، عند الاستبدال ، نحصل على:

ب) تحمل المروحية السرعة الأفقية الأولية v أو _x للحزمة وبما أن إحدى البيانات هي x _max:

ج) سرعة القذيفة في أي لحظة هي:

تشير الإشارة السالبة إلى أن الجوال يتحرك للأسفل.

- تمرين حل 2

تسقط الحزمة من طائرة تحلق أفقيًا على ارتفاع H = 500 م و 200 كم / ساعة ويجب أن تسقط على مركبة مفتوحة تسير بسرعة 18 كم / ساعة على الطريق. في أي موضع يجب أن تُسقط الطائرة الطرد حتى يسقط في السيارة؟ لا تأخذ في الاعتبار مقاومة الهواء أو سرعة الرياح.

الشكل 2. مخطط تمرين تم حله 2. المصدر: من إعداد F. Zapata.

المحلول

يُنصح أولاً بتمرير جميع الوحدات إلى النظام الدولي:

هناك نوعان من الهواتف المتحركة: الطائرة (1) والمركبة (2) ومن الضروري اختيار نظام إحداثي لتحديد موقعهما. من الملائم القيام بذلك في نقطة انطلاق الحزمة على متن الطائرة. يتم عرض الحزمة أفقيًا بالسرعة التي تحملها الطائرة: v ₁ ، بينما تتحرك السيارة عند v ₂ يفترض أنها ثابتة.

-مطار

-مركبة

مدة الرحلة الشاملة هي:

في هذا الوقت ، شهدت الحزمة إزاحة أفقية لـ:

في هذا الوقت ، تحركت المركبة أفقيًا أيضًا:

إذا أسقطت الطائرة العبوة على الفور عندما ترى السيارة تمر تحتها ، فلن تسقطها مباشرة. لكي يحدث ذلك ، يجب عليك التخلص منه مرة أخرى:

المراجع

1. باور ، دبليو 2011. فيزياء الهندسة والعلوم. المجلد 1. ماك جراو هيل. 74-84.
2. فيغيروا ، د. (2005). السلسلة: فيزياء العلوم والهندسة. المجلد 1. الكينماتيكا. حرره دوغلاس فيغيروا (USB) 117 - 164.
3. حركة المقذوفات. تم الاسترجاع من: phys.libretexts.org.
4. ريكس ، 2011. أساسيات الفيزياء. بيرسون. 53-58.
5. Tippens ، P. 2011. الفيزياء: المفاهيم والتطبيقات. الإصدار السابع. ماكجرو هيل. 126-131.