Ruch wymuszony i faza swobodna
Dydaktycznie rozdziela fazę działania stałej siły od późniejszego ruchu swobodnego. Nie zawiera aerodynamiki, zmiany masy ani optymalizacji toru.
Dane wejściowe
Wyniki
| Przyspieszenie w fazie wymuszonej | 10.1934 m/s² |
|---|---|
| Prędkość po zakończeniu wymuszenia | 20.3867 m/s |
| Wysokość po zakończeniu wymuszenia | 20.3867 m |
| Czas od końca wymuszenia do przyszłego wierzchołka | 2.0789 s |
| Najwyższa przyszła wysokość od końca wymuszenia | 41.5773 m |
Po zakończeniu wymuszenia obiekt nadal wznosi się. Model pionowego punktu materialnego pomija opór i zmianę masy.
Równania i granice
a=F/m−g; v_b=v_0+at_b; h_przyszłe=h_b+max(v_b,0)²/(2g)
Ruch jest wyłącznie pionowy, masa i siła są stałe, atmosfera nie oddziałuje, a przejście faz jest natychmiastowe.
Interpretacja wyniku: Rachunek jest bezpośrednim obliczeniem podanych równań. Nie oznacza to dokładnego odwzorowania obiektu rzeczywistego: trafność fizyczna pozostaje ograniczona przez jawne założenia modelu.
Podstawa konkretnego równania
J.L. Meriam, L.G. Kraige, Engineering Mechanics: Dynamics, 8th ed. — kinematyka, bilans energii, impuls i ruch punktu materialnego. Powiązanie z tym kalkulatorem: a=F/m−g; v_b=v_0+at_b; h_przyszłe=h_b+max(v_b,0)²/(2g).
Odtwarzalny przypadek dla danych domyślnych
Statyczny punkt regresyjny. Wartości wejściowe, oczekiwane wyniki i tolerancje są publikowane, aby zmianę modelu można było wykryć i niezależnie odtworzyć.
Dane wejściowe
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Masa | 5 kg |
| Stała siła ku górze | 100 N |
| Grawitacja | 9.80665 m/s² |
| Czas działania siły | 2 s |
| Prędkość początkowa | 0 m/s |
| Wysokość początkowa | 0 m |
Oczekiwane wyniki i tolerancje
| Wynik | Wartość oczekiwana | Tolerancja bezwzględna |
|---|---|---|
| Przyspieszenie w fazie wymuszonej | 10.19335 m/s² | 1.019335e-8 m/s² |
| Prędkość po zakończeniu wymuszenia | 20.3867 m/s | 2.03867e-8 m/s |
| Wysokość po zakończeniu wymuszenia | 20.3867 m | 2.03867e-8 m |
| Czas od końca wymuszenia do przyszłego wierzchołka | 2.07886485191171 s | 2.07886485191171e-9 s |
| Najwyższa przyszła wysokość od końca wymuszenia | 41.5772970382343 m | 4.15772970382343e-8 m |