No tiene nada que ver con ello.

Question

Estoy viendo una Física 1 física con especialización en ciencia en coursera.com y en una de las pruebas de concepto de que hay una pregunta que dice así; "Una bala es disparada horizontalmente de un rifle en la Luna (donde no hay aire). La velocidad inicial de la bala cuando sale del cañón de la pistola es $V_{0}$. Suponga que la tierra es perfectamente nivelado (y fin)."

Y luego hay 3 declaraciones, de la que es; III) El tiempo que tarda la bala golpeó el suelo aumenta a medida que $V_0$ es mayor.

Al parecer, esta afirmación es falsa.

El profesor muestra un simulador aquí donde un cañón dispara una pelota en el aire ambiente libre. Y cuando el profesor comprueba el tiempo que tomó para que la pelota toque el suelo después de varias tomas con diferentes velocidades iniciales, el tiempo es el mismo. No entender esto, lo he probado por mí mismo, porque pensé; "sin duda, el tiempo que tarda la pelota en llegar al suelo es mayor a medida que la velocidad inicial es mayor, al menos si yo fuera a aumentar la velocidad inicial por una gran cantidad." Así que lo hice. Y efectivamente, el tiempo para que la pelota toque el suelo se ha incrementado.

Cómo es que, y no es incompatible con lo que el profesor dice acerca de la $x$-movimiento que no tiene nada que ver con $y$-motion?'

El profesor también ha mostrado la ecuación; $$x = x_0+ v_{0x}t+\frac{1}{2}a_xt^2$$ $$ a = 0 \space \vec{} \space x=x_0+v_0\cos(\theta) t$$ $$a = -g \space \vec{} \space y = y_0+v_0\sin\theta-\frac{1}{2}gt^2$$ Demuestre que usted puede tratar $x$ - $y$- movimiento de forma independiente.

Answer 1

El tiempo que se tarda es independiente de la velocidad inicial si y sólo si el barril es horizontal al suelo. Si el barril es horizontal, entonces la velocidad inicial será el único en el $x$-la dirección y la única variable que afecta el $y$-dirección de la aceleración debida a la gravedad.

Sin embargo, si el barril está en un ángulo, entonces la velocidad inicial tendrá una componente vertical. Si $\theta$ es el ángulo de la tierra, podemos expresar la velocidad inicial en el $y$-dirección como:

$v_{0, y} = v_0\sin(\theta)$

También podemos expresar la altura de la $y$ por encima de la tierra mediante la caída libre de la ecuación:

$y=v_{0,y}t - \frac{1}{2}gt^2=v_0\sin(\theta)t - \frac{1}{2}gt^2$

Aviso de que un aumento en el $v_0$ da como resultado un aumento en la cantidad de tiempo que tarda el objeto en llegar al suelo. Sin embargo, si $\theta=0$, $v_0\sin(\theta)t$ siempre igual $0$ porque $\sin(0) = 0$. Si $v_0\sin(\theta)t=0$, se puede cancelar fuera de la ecuación y obtenga $y = -\frac{1}{2}gt^2$, la cual es independiente de la velocidad inicial.

Answer 2

Tal vez usted debería tratar esto por un (pensamiento)experimento:
Imagina que estás en un "invisible" del tren que inicialmente inmóvil. Colocar una bola en el $y$ dirección hacia el suelo y medir el tiempo que tarda en llegar al suelo. A continuación, el tren comienza a moverse. Después de un tiempo, cuando el tren va con una velocidad constante de $v_0$, caída de la misma bola de nuevo, en la misma dirección hacia el suelo. Me imagino que usted no siente nada raro en el movimiento de la pelota mientras se hace esto. Ahora imagina que un amigo que miraba fuera de la "invisible" de tren. Cuando el invisible tren se está moviendo, iba a ver en algún momento que el balón es lanzado horizontalmente con una velocidad de $v_0$. Usted y su amigo están viendo la misma bola de golpear el suelo. Si el tiempo que tarda aumenta por el aumento de $v_0$, entonces usted y su amigo no está de acuerdo en que el tiempo se mide, o asumiendo que su amigo es la correcta, la que usted se siente que la pelota está tomando más tiempo de lo habitual para llegar a la tierra, y podría empeorar si el tren empezó a ir más rápido.