Caiguda lliure contra moviment de projectils
La caiguda lliure i el moviment del projectil són dos conceptes molt importants que es discuteixen a la mecànica. Aquests dos fenòmens són de la màxima importància i juguen un paper vital en camps com l'exploració espacial, els sistemes meteorològics, l'aviació, les aplicacions militars i fins i tot els esports. És vital tenir una comprensió clara d'aquests conceptes per sobresortir en aquests camps. En aquest article, parlarem de què són la caiguda lliure i el moviment del projectil, les seves aplicacions, les similituds entre aquests dos, les definicions de caiguda lliure i el moviment del projectil i, finalment, la diferència entre la caiguda lliure i el moviment del projectil.
Què és la caiguda lliure?
La caiguda lliure es descriu com un moviment d'un objecte on la força gravitatòria és l'única força que actua sobre l'objecte. El moviment de l'objecte és un moviment inercial. Per entendre correctament el concepte de caiguda lliure, primer cal entendre el camp gravitatori i el potencial gravitatori. La gravetat és la força que es produeix a causa de qualsevol massa. La massa és la condició necessària i suficient per a la gravetat. Hi ha un camp gravitatori definit al voltant de qualsevol massa. Preneu masses m1 i m2 col·locades a una distància r l'una de l' altra. La força gravitatòria entre aquestes dues masses és G.m1m2 / r2 on G és l'universal constant gravitatòria. El potencial gravitatori en un punt es defineix com la quantitat de treball realitzat sobre una unitat de massa en portar-la des de l'infinit fins al punt donat. Com que el potencial gravitatori a l'infinit és zero i la quantitat de treball que s'ha de fer és negativa, el potencial gravitatori sempre és negatiu. L'energia potencial gravitatòria d'un objecte es defineix com el treball realitzat sobre l'objecte quan l'objecte es porta des de l'infinit fins a aquest punt. Quan un objecte està en caiguda lliure, l'energia potencial gravitatòria de l'objecte es converteix en energia cinètica. Això fa que augmenti la velocitat de l'objecte creant així una acceleració. Aquesta acceleració es coneix com acceleració gravitatòria. Els objectes que orbiten al voltant dels cossos planetaris es troben en un estat de caiguda lliure constant. Els propulsors d'aquests satèl·lits s'utilitzen per augmentar l'energia potencial del satèl·lit de manera que no s'estavella contra el planeta.
Què és el moviment del projectil?
El moviment d'un objecte, que es projecta o es llança, es coneix com el moviment del projectil. El moviment del projectil pot tenir lloc en qualsevol situació. Sota un camp gravitatori quan la resistència de l'aire no està present, el moviment del projectil es pot considerar com una caiguda lliure. Els projectils tenen un paper molt important en camps com la tecnologia militar, l'exploració espacial i fins i tot els esports. La velocitat inicial donada a l'objecte per llançament s'emmagatzema en el sistema com a energia cinètica. L'alçada màxima del projectil depèn de l'angle amb el qual es va llançar l'objecte, de la velocitat inicial i de la resistència de l'aire. La majoria de vegades es descuida la resistència de l'aire per facilitar el càlcul.
Quina diferència hi ha entre la caiguda lliure i el moviment de projectils?
• La caiguda lliure només es pot produir sota la gravetat, però el moviment del projectil es pot produir sota qualsevol camp de força.
• La caiguda lliure és un cas especial de moviment de projectils on la velocitat inicial és zero.
• La caiguda lliure no es pot produir en situacions en què la resistència de l'aire és present; l'objecte arribarà a una velocitat màxima, però el moviment del projectil es pot produir en aquestes situacions.
