ตกฟรี vs การเคลื่อนที่แบบโปรเจกไทล์
การตกอย่างอิสระและการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์เป็นสองแนวคิดที่สำคัญมากที่กล่าวถึงภายใต้กลไก ปรากฏการณ์ทั้งสองนี้มีความสำคัญสูงสุดและมีบทบาทสำคัญในด้านต่างๆ เช่น การสำรวจอวกาศ ระบบสภาพอากาศ การบิน การใช้งานทางทหาร และแม้แต่กีฬา จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ชัดเจนในแนวคิดเหล่านี้เพื่อที่จะเป็นเลิศในสาขาดังกล่าว ในบทความนี้ เราจะพูดถึงการตกอย่างอิสระและการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ การใช้งาน ความคล้ายคลึงกันระหว่างสองสิ่งนี้ คำจำกัดความของการตกอย่างอิสระและการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ และสุดท้ายคือความแตกต่างระหว่างการตกอย่างอิสระและการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์
ตกฟรีคืออะไร
การตกอย่างอิสระอธิบายไว้ว่าเป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุที่แรงโน้มถ่วงเป็นแรงเดียวที่กระทำต่อวัตถุ การเคลื่อนที่ของวัตถุเป็นการเคลื่อนที่เฉื่อย เพื่อให้เข้าใจแนวคิดของการตกอย่างอิสระอย่างถูกต้อง ก่อนอื่นเราต้องเข้าใจสนามโน้มถ่วงและศักย์โน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงคือแรงที่เกิดขึ้นจากมวลใดๆ มวลเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นและเพียงพอสำหรับแรงโน้มถ่วง มีสนามโน้มถ่วงกำหนดไว้รอบมวลใดๆ จับมวล m1 และ m2 วางในระยะ r จากกัน แรงโน้มถ่วงระหว่างมวลทั้งสองนี้คือ G.m1m2 / r2 โดยที่ G เป็นสากล ค่าคงตัวโน้มถ่วง ศักย์โน้มถ่วงที่จุดหนึ่งถูกกำหนดให้เป็นปริมาณของงานที่ทำบนมวลหน่วยเมื่อนำมันจากอนันต์ไปยังจุดที่กำหนด เนื่องจากศักย์โน้มถ่วงที่ระยะอนันต์เป็นศูนย์ และปริมาณงานที่ต้องทำเป็นลบ ศักย์โน้มถ่วงจึงเป็นลบเสมอพลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุถูกกำหนดให้เป็นงานที่ทำกับวัตถุเมื่อวัตถุถูกนำจากอนันต์ไปยังจุดดังกล่าว เมื่อวัตถุตกอย่างอิสระ พลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ ทำให้ความเร็วของวัตถุเพิ่มขึ้นจึงทำให้เกิดความเร่ง ความเร่งนี้เรียกว่าความเร่งโน้มถ่วง วัตถุที่โคจรรอบวัตถุของดาวเคราะห์อยู่ในสภาวะตกอย่างอิสระคงที่ แรงขับของดาวเทียมดังกล่าวถูกใช้เพื่อเพิ่มพลังงานศักย์ของดาวเทียมเพื่อไม่ให้ชนเข้ากับโลก
การเคลื่อนที่แบบโปรเจกไทล์คืออะไร
การเคลื่อนที่ของวัตถุซึ่งถูกฉายหรือขว้างออกไปเรียกว่าการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์สามารถเกิดขึ้นได้ในทุกสถานการณ์ ภายใต้สนามโน้มถ่วงเมื่อไม่มีแรงต้านของอากาศ การเคลื่อนที่ของโพรเจกไทล์ถือได้ว่าเป็นการตกอย่างอิสระ ขีปนาวุธมีบทบาทสำคัญมากในด้านต่างๆ เช่น เทคโนโลยีทางการทหาร การสำรวจอวกาศ และแม้แต่กีฬาความเร็วเริ่มต้นที่มอบให้กับวัตถุโดยการขว้างจะถูกเก็บไว้ในระบบเป็นพลังงานจลน์ ความสูงสูงสุดของโพรเจกไทล์ขึ้นอยู่กับมุมที่วัตถุพุ่งออกไป ความเร็วต้น และแรงต้านของอากาศ หลายครั้งที่แรงต้านอากาศถูกละเลยเพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น
การตกอย่างอิสระและการเคลื่อนที่แบบโปรเจกไทล์ต่างกันอย่างไร
• การตกอย่างอิสระสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้แรงโน้มถ่วง แต่การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์สามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้สนามแรงใดๆ
• การตกอย่างอิสระเป็นกรณีพิเศษของการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์โดยที่ความเร็วเริ่มต้นเป็นศูนย์
• การตกอย่างอิสระไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในสถานการณ์ที่มีแรงต้านของอากาศ วัตถุจะมาถึงความเร็วปลายทาง แต่การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์สามารถเกิดขึ้นได้ในสถานการณ์เช่นนี้