Kraft senkrecht zur Geschwindigkeit

In einer kürzlichen Physikstunde wurde mir gesagt, dass Kraft die Richtung der Geschwindigkeit sowie ihre Größe gleichzeitig ändern kann. Mein Professor hat ein Diagramm gezeichnet, in dem sich ein Teilchen entlang einer horizontalen Linie bewegt und auf das eine schräge Kraft einwirkt Ö mit horizontaler Geschwindigkeit. Er sagte, dass die Kraftkomponente in Abwärtsrichtung die Richtung der horizontalen Geschwindigkeit ändern wird, während die Kraftkomponente entlang der Geschwindigkeit ihre Geschwindigkeit erhöhen wird, was nach Zweifeln meiner Meinung nach entstand.

1 Die senkrechte Kraftkomponente ändert die Richtung der Geschwindigkeit, da die momentane Beschleunigung aufgrund dieser Komponente nur für einen Moment senkrecht dazu ist. Ich möchte verstehen, wie der Bewegungszustand dieses Körpers nach diesem Augenblick sein wird.

2 Wenn die Momentanbeschleunigung senkrecht zur Geschwindigkeit steht, ändert sich in diesem Moment die Richtung der Geschwindigkeit. Jetzt in Projektilbewegung, augenblickliche Beschleunigung G senkrecht zur horizontalen Geschwindigkeitskomponente, daher sollte sie nach obiger Überlegung auch ihre Richtung ändern.

All dies hat mich verwirrt zurückgelassen. Kann mir bitte jemand helfen zu verstehen oder mir sagen, wo ich hinke?

Antworten (2)

Sehen Sie sich das 2. Gesetz von Newton an,

∑ F = M A .

In der senkrechten Richtung gibt es keine Geschwindigkeit. Das heißt, wenn sich das Objekt horizontal bewegt, bewegt es sich nicht gleichzeitig nach oben. Es gibt eine horizontale Geschwindigkeitskomponente, v X , aber keine Geschwindigkeitskomponente nach oben, v j = 0 ,

v = ( v X , 0 ) .

Wenn dann eine Kraft nach oben zieht, dann gilt das 2. Newtonsche Gesetz entlang dieser Aufwärtsrichtung. Die Aufwärtskraft bewirkt eine Aufwärtsbeschleunigung.

Diese Aufwärtsbeschleunigung verursacht wiederum eine Aufwärtsgeschwindigkeitskomponente, v j . Wir haben nun

v = ( v X , v j ) ,
was einer Geschwindigkeit entspricht, die nicht mehr horizontal ist. Die Aufwärtskraft hat dazu geführt, dass die Geschwindigkeit nach oben geneigt ist und einen Winkel hat.

Immer wenn eine Kraft senkrecht ist, wird das Obige passieren. Dies gilt auch für die Schwerkraft, weshalb jedes Objekt, das Sie seitlich horizontal werfen, eine vertikale Geschwindigkeitskomponente erhält und herunterfällt. Wir nennen das Projektilbewegung. In besonderen Fällen dreht sich die Kraft auch so, dass sie immer senkrecht steht - nachdem die Geschwindigkeit etwas gekippt wurde, dreht sich die Kraft selbst so, dass sie senkrecht zu dieser bestimmten Geschwindigkeit steht. Das ist der Fall, wenn man um einen Kreisverkehr herumfährt, wo man ständig abbiegt - und das ist der Fall bei einem Satelliten auf einer Kreisbahn, wo die Schwerkraft immer nach unten zeigt. Dann haben wir eine perfekte Kreisbewegung, also eine konstante Drehung.

Ok Sir, ich habe verstanden, was Sie vermitteln wollen, aber ich habe eine Frage, dass, wenn wir ein Objekt seitwärts werfen, die Schwerkraft anfänglich senkrecht zur Geschwindigkeit ist, also ändert die Schwerkraft in diesem Moment nur die Richtung der Geschwindigkeit, was tatsächlich während des ersten Moments passiert
@lalittolani Ja, im allerersten Moment, im allerersten Moment, verursacht die Schwerkraft nur eine Drehung. Eine senkrechte Beschleunigung verursacht eine Drehung. Eine parallele Beschleunigung bewirkt eine Beschleunigung/Verlangsamung (Änderung der Größe).
und meine Überlegung, dass die senkrechte Beschleunigung der Schwerkraft nur eine Drehung verursacht, ist, dass, weil der Moment, in dem sie wirkt, als äquivalent zu einem kleinen Zeitintervall dt angesehen werden kann, in diesem dt-Zeitintervall eine kleine senkrechte Komponente g*dt zur Anfangsgeschwindigkeit hinzugefügt wird Vektor, der den Anfangsgeschwindigkeitsvektor ein wenig zu sich selbst neigt, ohne dass sich die Größe signifikant ändert
@lalittolani Richtig.
Ok, Sir, danke, dass Sie mir sehr geholfen haben, Ihnen sehr dankbar zu sein
Wenn wir das Projektil schräg vom Boden abfeuern, ändert dann die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft die Richtung der horizontalen Geschwindigkeitskomponente, da sie senkrecht dazu steht?
oben fortgesetzt} oder es hat keine Auswirkung auf eine Geschwindigkeitskomponente
@lalittolani Keine Kraft kann eine senkrechte Geschwindigkeitskomponente beeinflussen. Also nein, die Schwerkraft kann niemals die horizontale Geschwindigkeitskomponente beeinflussen. Wenn Sie nur die horizontale Geschwindigkeitskomponente eines geworfenen Objekts messen, werden Sie feststellen, dass sie konstant ist. Nur die vertikale Geschwindigkeitskomponente ändert sich aufgrund der Schwerkraft.
Oh, Sie meinen also, dass die Kraft senkrecht zur Geschwindigkeit die Richtung des Geschwindigkeitsvektors ändert, und wenn sie schräg zum Geschwindigkeitsvektor ist, kann sie die Richtung der Komponente des Geschwindigkeitsvektors, zu der sie senkrecht steht, nicht ändern
@lalittolani Ich bin mir nicht sicher, ob ich folge. Nur eine senkrechte Kraft kann eine Drehung verursachen. Nur eine parallele Kraft kann eine Beschleunigung/Verlangsamung verursachen. Wenn eine Kraft in einem Winkel zieht (schräg, wie Sie sagen), enthält sie sowohl eine senkrechte als auch eine parallele Kraftkomponente. Diese Kraft bewirkt also sowohl das Drehen als auch das Beschleunigen nach oben / unten. Wenn ich Ihren Punkt verpasst habe, dann lassen Sie es mich bitte wissen.
Sir, ich kann vollkommen verstehen, was Sie mitteilen wollen. Aber in meinem Kopf entsteht der Zweifel, ob wir sagen, dass eine Kraft senkrecht zur Geschwindigkeit in einem Moment die Richtung der Geschwindigkeit in diesem Moment ändert, sodass eine Kraft senkrecht zur horizontalen Geschwindigkeitskomponente die Richtung dieser horizontalen Komponente ändert oder nicht?
@lalittolani Ja, einverstanden. Das ist richtig. Eine Kraft, die senkrecht in einen Geschwindigkeitsvektor oder eine Geschwindigkeitskomponente zieht, dreht nur diese Komponente.
Daher können wir sagen, dass die Schwerkraft die horizontale Komponente der Anfangsgeschwindigkeit in eine Boden-zu-Boden-Projektilbewegung umwandelt
Es tut mir so leid, @lalittolani, es könnte der englische Wortlaut sein, aber ich verstehe deinen Satz nicht ganz. Wenn nach meinem Verständnis ja die Schwerkraft dazu führt, dass sich der Weg des geworfenen Objekts, der anfänglich horizontal ist, nach unten krümmt, ja.

Ich möchte verstehen, wie der Bewegungszustand dieses Körpers nach [dem ersten] Augenblick sein wird.

Das hängt von der Art der Kraft ab. wenn die Kraft in eine konstante Richtung wirkt (z. B. Schwerkraft), dann gibt es nach dem ersten Moment eine Komponente der Kraft parallel zur Geschwindigkeit des Objekts (weil sich die Richtung der Geschwindigkeit des Objekts geändert hat). Diese Komponente beschleunigt das Objekt. Wenn andererseits die Kraft immer senkrecht zur Geschwindigkeit des Objekts ist (z. B. ein Objekt am Ende einer Schnur), ändert sie weiterhin die Richtung der Objektgeschwindigkeit, aber nicht ihre Größe.

Bei der Projektilbewegung ist die Momentanbeschleunigung g senkrecht zur horizontalen Geschwindigkeitskomponente, daher sollte sie nach obigen Überlegungen auch ihre Richtung ändern.

Ja, und das tut es. Die Richtung eines Objekts, das sich unter der Schwerkraft bewegt (Projektilbewegung), ändert sich im Allgemeinen ständig, wenn sich das Objekt auf einer Parabel bewegt. Es gibt nur eine Ausnahme: Wenn sich das Objekt anfänglich gerade nach oben (oder unten) bewegt, ändert sich seine Bewegungsrichtung nicht , da es keine Komponente der Schwerkraft senkrecht zu seiner Geschwindigkeit gibt.

Ja, Sir, ich weiß, dass sich die Richtung des Projektils ständig ändert, aber ich möchte fragen, dass eine Kraft senkrecht zur Geschwindigkeit ihre Richtung ändert und daher die Gravitationskraft senkrecht zur horizontalen Komponente der Geschwindigkeit ihre Richtung ändern sollte, aber sie ändert sich nicht wirklich
Kraft senkrecht zur Geschwindigkeit
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