3 個關於向上垂直運動的問題範例
1. 一個球以 20 m/s 的初始速度垂直向上拋出。求球的最大高度。 g = 10 m/s²2
彭巴哈桑
在向上垂直運動中,物體向上移動時會減速,向下移動時會加速。因此,向上垂直運動也是GLBB的例子。
GLBB 公式 :
vt = vo + 在
s = vo t + ½ at2
vt2 = vo2 + 2 個車軸
上述 GLBB 公式已根據垂直向上運動的條件進行了修改和調整,並附有幾點說明。
向上垂直運動公式 :
vt = vo + gt
h = vo t + ½ gt2
vt2 = vo2 + 2 gh
描述:vt = 最終速度,vo = 初始速度,g = 重力加速度,t = 時間間隔,h = 高度。
Catatan:
第一在解決向上垂直運動問題時,向上的向量以正號表示,向下的向量以負號表示。
第二若物體的最終位置高於初始位置(初始位置為參考點),則物體的位移(h)為正值。反之,如果物體的最終位置低於初始位置,則物體的位移為負值。
第三在最高點,物體靜止片刻後改變方向,因此物體的速度為0。
已知:
vo = 20 m/s(為正值,因為初速方向向上,即物體被向上拋出),g = -10 m/s2 (負值是因為重力加速度的方向總是向下,v)t = 0(在最高點,物體會短暫靜止)
問:
最大高度(h)?
回答 :
2. 一顆彈珠從離地面100公尺高的建築物上垂直向上拋出,初速為20公尺/秒。求:(a)彈珠落地所需時間;(b)彈珠落地時的速度。已知g = 10米/秒²2
彭巴哈桑
已知:
h = -100 米
vo = 20 公尺/秒
g = -10 公尺/秒2
問:
(a)時間間隔(t)
(b)最終速度(v)t)
回答 :
(a)時間間隔(t)
已知 h = -100 公尺(負值是因為彈珠的最終位置低於其初始位置),vo = 20 m/s(為正值,因為初始速度方向向上),g = -10 m/s2 (因為重力加速度的方向向下,所以為負值)。

時間不能有負值,因此使用 t。2 = 6,9 秒。
(b)最終速度
給定 h,vo 還有 g,問 vt因此,請使用第三個公式。

3.球 A 以 10 m/ s的速率垂直向上拋出。一秒後,從同一點沿相同路徑垂直向上拋出球 B,速度為 25 m/ s。球 B 與球 A 相遇時的高度為…
A. 0,20 米
B. 4,80 米
C. 5,00 米
D. 5,20 米
E. 31,25 米
彭巴哈桑
在解決垂直向上移動的問題時,向上的向量以正號表示,向下的向量以負號表示。
已知:
小球A的初速(v <sub>o</sub> )= 10 m/s
球 A 在空中停留的時間間隔 (t) = x
小球B的初速(v <sub>0 </sub> )= 25 m/s
球 B 在空中停留的時間間隔 (t) = x – 1
重力加速度 (g) = -10 m/s² (重力加速度的方向向下,所以符號為負)
問題:球 B 與球 A 相遇時所達到的高度(h)
已知量為初始速度(v₀ )、重力加速度(g)、高度(h)和時間間隔(t),因此所用公式為:
h = v o t + ½ gt 2
要使兩球相遇,它們的高度必須相同。
h A = h B
v o t + ½ gt 2 = v o t + ½ gt 2
10x + ½ (-10) x 2 = 25 (x-1) + ½ (-10) (x-1) 2
10x – 5x² = 25(x-1) – 5(x-1) ²
10x – 5x² = 25x – 25 – 5 (x² - 2x + 1)
10x – 5x² = 25x – 25 – 5x² + 10x – 5
10x – 5x² – 25x + 25 + 5x² – 10x + 5 = 0
– 5x² + 5x² + 10x – 25x – 10x + 25 + 5 = 0
10x – 25x – 10x + 25 + 5 = 0
– 25x + 25 + 5 = 0
– 25x + 30 = 0
– 25x = – 30
x = -30/-25
x = 1,2 秒
球 A 在空中停留到與球 B 相遇的時間間隔 = 1,2 秒。
球 B 在空中停留到與球 A 相遇的時間間隔 = 1,2 秒 – 1 秒 = 0,2 秒。
球A與球B相遇時達到的高度(h):
h = v o t + ½ gt 2 = (10)(1,2) + 1/2 (-10)(1,2) 2 = 12 – 5(1,44) = 12 – 7,2 = 4,8 米
球B與球A相遇時所達到的高度(h):
h = v o t + ½ gt 2 = (25)(0,2) + 1/2 (-10)(0,2) 2 = 5 – 5(0,04) = 5 – 0,2 = 4,8 米
正確答案是 B。
關於向上垂直移動的問題
1. 一個球以 10 m/s 的初始速度垂直向上拋出。求球的最大高度。 g = 10 m/s²2
回答 :
h = 5 米
2. 一顆彈珠從離地面50公尺高的建築物上垂直向上拋出,初速為5公尺/秒。求:(a)彈珠落地所需時間;(b)彈珠落地時的速度。已知g = 10米/秒²2
回答 :
(a)t = 3,7 秒 (b)vt = 32 公尺/秒
[英文:自由落體運動中的上下移動—問題與解決方案]