Quali sono tutte le variabili che devono essere prese in considerazione quando si registra il tempo di volo e la distanza di un proiettile sparato da una catapulta (tensione, angolo, massa del proiettile, ecc.)?

Quali sono tutte le variabili che devono essere prese in considerazione quando si registra il tempo di volo e la distanza di un proiettile sparato da una catapulta (tensione, angolo, massa del proiettile, ecc.)?
Anonim

Risposta:

Assumendo assenza di resistenza aerea (ragionevole a bassa velocità per un proiettile piccolo e denso) non è troppo complesso.

Spiegazione:

Suppongo che tu sia felice della modifica / chiarimento della tua domanda da parte di Donatello.

L'intervallo massimo è dato sparando a 45 gradi rispetto all'orizzontale.

Tutta l'energia fornita dalla catapulta è spesa contro la gravità, quindi possiamo dire che l'energia immagazzinata nell'elastico è uguale all'energia potenziale guadagnata. Quindi E (e) = # 1 / 2k.x ^ 2 # = m.g.h

Trovate k (costante di Hooke) misurando l'estensione data un carico sull'elastico (F = k.x), misurate l'estensione usata per il lancio e la massa del proiettile e potrete quindi ottenere l'altezza a cui salirà, se sparata verticalmente.

Il tempo di volo è indipendente dall'angolo, poiché il proiettile è in caduta libera dal momento in cui lascia la catapulta, indipendentemente da come viene lanciato. Conoscendo l'energia elastica iniziale (chiamata E (e) sopra) puoi trovare la sua velocità iniziale, u da E (e) = # 1 / 2.m.u ^ 2 # e quindi il tempo di volo per sostituzione in v = u + a.t dove v è la velocità finale (zero) all'altezza massima. Il tempo totale di volo sarà il doppio di questo, una volta in aumento, una volta in discesa.

Infine, puoi calcolare l'intervallo, R da R = # (U ^ 2.sin (theta)) / g #