Сила, перпендикулярная скорости

На недавнем уроке физики мне сказали, что сила может одновременно изменять направление скорости и ее величину. Мой профессор нарисовал схему, на которой частица движется по горизонтальной линии и на нее действует сила под углом О с горизонтальной скоростью. Он сказал, что составляющая силы, направленная вниз, изменит направление горизонтальной скорости, в то время как составляющая силы, направленная вдоль скорости, увеличит ее скорость, что возникло из-за моих сомнений:

1 Перпендикулярная составляющая силы изменит направление скорости, так как мгновенное ускорение, вызванное этой составляющей, будет перпендикулярно ей лишь на мгновение. Я хочу понять, каким будет состояние движения этого тела после этого мгновения.

2 если мгновенное ускорение перпендикулярно скорости, то направление скорости в этот момент меняется. Теперь при движении снаряда мгновенное ускорение г перпендикулярна горизонтальной составляющей скорости, поэтому по приведенным выше рассуждениям она также должна изменить свое направление.

Все это привело меня в замешательство. Может ли кто-нибудь помочь мне понять или сказать мне, где я отстаю?

Ответы (2)

Посмотрите на 2-й закон Ньютона,

∑ Ф "=" м а .

В перпендикулярном направлении скорости нет. Это означает, что когда объект движется горизонтально, он в то же время не движется вверх. Есть горизонтальная составляющая скорости, в Икс , но без составляющей восходящей скорости, в у "=" 0 ,

в "=" ( в Икс , 0 ) .

Если сила затем тянет вверх, то примените 2-й закон Ньютона вдоль этого направления вверх. Восходящая сила вызовет восходящее ускорение.

Это восходящее ускорение, в свою очередь, вызовет восходящую составляющую скорости, в у . Теперь у нас есть

в "=" ( в Икс , в у ) ,
что соответствует скорости, которая больше не является горизонтальной. Восходящая сила заставила скорость наклониться вверх и иметь угол.

Всякий раз, когда сила перпендикулярна, произойдет вышеописанное. Это также относится к гравитации, поэтому любой объект, который вы бросаете вбок, горизонтально, получает вертикальную составляющую скорости и начинает падать. Мы называем это движением снаряда. В особых случаях сила также поворачивается , так что она всегда перпендикулярна - после небольшого наклона скорости сама сила поворачивается так, что она перпендикулярна этой необходимой скорости. Это тот случай, когда вы едете по кольцевой развязке, где вы постоянно поворачиваете, и это имеет место для спутника на круговой орбите, где гравитация всегда направлена ​​вниз. Тогда у нас есть идеальное круговое движение, означающее постоянное вращение.

Хорошо, сэр, я понял, что вы хотите передать, но у меня есть вопрос: когда мы бросаем объект вбок, изначально гравитация перпендикулярна скорости, поэтому в этот момент гравитация только меняет направление скорости, что на самом деле происходит в начальный момент.
@lalittolani Да, в самый первый момент, в самый первый момент гравитация вызывает только поворот. Перпендикулярное ускорение вызывает поворот. Параллельное ускорение вызывает ускорение вверх/вниз (изменение величины).
и мое рассуждение о том, что перпендикулярное ускорение силы тяжести вызовет только поворот, состоит в том, что, поскольку момент, когда оно будет действовать, можно считать эквивалентным небольшому интервалу времени dt в этом временном интервале dt, к начальной скорости будет добавлена ​​небольшая перпендикулярная составляющая g*dt вектор, который немного наклонит вектор начальной скорости к себе без существенного изменения величины
@lalittolani Верно.
хорошо, сэр, спасибо, что очень помогли мне, очень вам благодарна
если мы запускаем снаряд наискось от земли, то изменит ли ускорение силы тяжести направление горизонтальной составляющей скорости, так как она перпендикулярна ей?
выше продолжение} или это не повлияет на составляющую скорости
@lalittolani Никакая сила не может повлиять на перпендикулярную составляющую скорости. Итак, нет, гравитация не может влиять на горизонтальную составляющую скорости. На самом деле, если вы измерите только горизонтальную составляющую скорости любого брошенного предмета, то обнаружите, что она постоянна. Под действием силы тяжести изменяется только вертикальная составляющая скорости.
о, так вы имеете в виду, что сила, перпендикулярная скорости, изменяет направление вектора скорости, и если она наклонна к вектору скорости, то она не может изменить направление компонента вектора скорости, к которому она перпендикулярна.
@lalittolani Не уверен, что понимаю. Только перпендикулярная сила может вызвать поворот. Только параллельная сила может вызвать ускорение вверх/вниз. Если сила тянет под углом (наклонным, как вы говорите), то она содержит как перпендикулярную, так и параллельную составляющие силы. Таким образом, эта сила вызывает как поворот, так и ускорение вверх/вниз. Если я пропустил вашу мысль, то, пожалуйста, дайте мне знать.
сэр, я вполне могу понять, что вы хотите донести. но у меня возникает сомнение, говорим ли мы, что сила, перпендикулярная скорости в данный момент, изменяет направление скорости в этот момент, поэтому сила, перпендикулярная горизонтальной составляющей скорости, изменит направление этой горизонтальной составляющей или нет?
@lalittolani Да, согласен. Это верно. Сила, притягивающая перпендикулярно вектору скорости или компоненту скорости, повернет только этот компонент.
Поэтому можно сказать, что гравитация изменяет горизонтальную составляющую начальной скорости в движении снаряда земля-земля.
Мне очень жаль, @lalittolani, это может быть английская формулировка, но я не полностью понимаю ваше предложение. Если, насколько я понимаю, да, гравитация заставляет траекторию брошенного объекта, которая изначально была горизонтальной, изгибаться вниз, да.

Я хочу понять, каким будет состояние движения этого тела после [первого] ​​мгновения.

Это зависит от характера силы. если сила действует в постоянном направлении (например, гравитация), то после первого мгновения есть составляющая силы, параллельная скорости объекта (поскольку направление скорости объекта изменилось). Этот компонент ускорит объект. С другой стороны, если сила всегда перпендикулярна скорости объекта (например, объекта на конце струны), то она будет продолжать изменять направление скорости объекта, но не его величину.

При движении снаряда мгновенное ускорение g перпендикулярно горизонтальной составляющей скорости, поэтому по рассуждениям выше оно также должно менять свое направление.

Да, и это так. Направление объекта, движущегося под действием силы тяжести (движение снаряда), вообще говоря, постоянно меняется, поскольку объект движется по параболе. Есть только одно исключение: если объект изначально движется прямо вверх (или вниз), то его направление движения не меняется , потому что нет составляющей силы тяжести, перпендикулярной его скорости.

да, сэр, я знаю, что направление снаряда постоянно меняется, но я хочу спросить, что сила, перпендикулярная скорости, меняет свое направление, и поэтому гравитационная сила, перпендикулярная горизонтальной составляющей скорости, должна изменить ее направление, но на самом деле она не меняется.
Сила, перпендикулярная скорости
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 4v