زمن التحليق هو مدة حركة المقذوف حتى مستوى الوصول المحدد؛ نحسبه من معادلة الحركة الرأسية، مع إهمال الهواء وثبات g في النموذج. [1]
الخلاصة السريعة
زمن التحليق هو مدة حركة المقذوف حتى مستوى الوصول المحدد؛ نحسبه من معادلة الحركة الرأسية، مع إهمال الهواء وثبات g في النموذج. [1]
- إذا عاد المقذوف إلى ارتفاع إطلاقه، فإن T = 2uᵧ/g؛ هذه الصيغة المختصرة لا تصلح تلقائيًا لمستوى وصول مختلف. [1]
- نختار الأعلى موجبًا: y = y₀ + uᵧt − ½gt² و vᵧ = uᵧ − gt، بينما x − x₀ = uₓt. [1]
- عند القمة تكون السرعة الرأسية صفرًا، فيكون زمنها tₚ = uᵧ/g؛ ليس هو زمن التحليق كله. [1]
- في المثال المتساوي الارتفاع: uᵧ = 15 م/ث و g = 10 م/ث²؛ القمة بعد 1.5 ثانية، والعودة بعد 3 ثوان، وارتفاع القمة 11.25 مترًا فوق البداية، والمدى 60 مترًا مع uₓ = 20 م/ث.
- من ارتفاع 15 مترًا وبسرعة رأسية 10 م/ث و g = 10 م/ث²، تعطي معادلة الأرض زمنًا مستقبليًا 3 ثوان؛ أما 2uᵧ/g = 2 ثانية فيعيد الجسم إلى ارتفاع 15 مترًا فقط. الجذر −1 ثانية لا يصف وصولًا بعد الإطلاق.
ابدأ بمستوى الوصول
نختار الأعلى موجبًا: y = y₀ + uᵧt − ½gt² و vᵧ = uᵧ − gt، بينما x − x₀ = uₓt. [1]
نحدد y₀ لارتفاع البداية و y المطلوب عند النهاية، ثم نحل للزمن. اختيار الأرض صفرًا لا يجبر نقطة الإطلاق على أن تكون صفرًا أيضًا.
في الحسابين التاليين نختار g = 10 m/s² لتبسيط الأرقام، ولا ندعي أنها قيمة دقيقة في كل مكان. كل المعطيات تخص المثال نفسه، والزمن يبدأ لحظة الإطلاق.
العودة إلى الارتفاع نفسه
إذا عاد المقذوف إلى ارتفاع إطلاقه، فإن T = 2uᵧ/g؛ هذه الصيغة المختصرة لا تصلح تلقائيًا لمستوى وصول مختلف. [1]
في مثال uᵧ = 15 m/s يكون T = 2 × 15 / 10 = 3 s. ومع uₓ = 20 m/s، تعطي الحركة الأفقية R = 20 × 3 = 60 m.
نراجع الارتفاع عند النهاية: 15 × 3 − 5 × 3² = 45 − 45 = 0. وعند 1.5 ثانية يكون y = 22.5 − 11.25 = 11.25 m فوق البداية. هذه مراجعة مستقلة للعودة وللقمة.
الهبوط أسفل نقطة الإطلاق
نغير البيانات: البداية على ارتفاع 15 مترًا، و uᵧ = 10 m/s، و uₓ = 12 m/s، مع g نفسها. تصبح المعادلة y = 15 + 10t − 5t².
عند الأرض y = 0، نكتب t² − 2t − 3 = 0، ثم (t − 3)(t + 1) = 0. الجذران 3 و −1 ثانية؛ نختار 3 لوصول يقع بعد لحظة إطلاق المثال.
يعطي الجذر −1 زمنًا قبل نقطة البدء على الامتداد الرياضي؛ ليس مدة الرحلة المطلوبة. أما المدى إلى الأرض في المثال فهو 12 × 3 = 36 m.
لو استعملنا 2 × 10 / 10 = 2 s، لوجدنا y(2) = 15 + 20 − 20 = 15 m. لذلك يحدد هذا العدد عودة إلى ارتفاع البداية، ثم تبقى ثانية أخرى للوصول إلى الأرض.
القمة تختلف عن نهاية التحليق
عند القمة تكون السرعة الرأسية صفرًا، فيكون زمنها tₚ = uᵧ/g؛ ليس هو زمن التحليق كله. [1]
في المثال الثاني يكون tₚ = 10 / 10 = 1 s، والارتفاع y(1) = 15 + 10 − 5 = 20 m. بعدها يستغرق الوصول إلى الأرض ثانيتين؛ فلا يتساوى زمن الصعود وزمن الهبوط إلى ذلك المستوى.
قراءة الرسم الداخلي تميز ثلاث نقاط: قمة عند ثانية واحدة، وعودة إلى ارتفاع البداية عند ثانيتين، ووصول إلى الأرض عند ثلاث. كل نقطة تجيب عن سؤال مختلف.
المصادر ومتابعة القراءة
أُعدّ هذا المقال بصياغة عربية أصلية بالاستناد إلى المصادر أعلاه، وهو مدخل تمهيدي إلى الموضوع. اقرأ منهجية المحتوى وحدوده.
