5. 3 Drugi fizikalni izziv — parabola pri poševnem metu

Tir gibanja telesa pri poševnem metu je parabola. Ta trditev velja seveda samo v vakuumu, kjer lahko zanemarimo zračni upor, v praksi pa je opis gibanja nekoliko bolj zapleten.

Spodnja konstrukcija prikazuje odvisnost tira gibanja telesa od velikosti začetne hitrosti vo in kota Φ, pod katerim telo vržemo ali pa izstrelimo. Pri fiziki lahko izpelješ enačbe, ki opisujejo gibanje telesa po paraboli in primerjaš izračunane vrednosti na sliki z vrednostmi, ki jih izračunaš po ustreznih formulah.

Z miškinim desnim gumbom primi točko na koncu vektorja začetne hitrosti in spreminjaj naklonski kot in velikost začetne hitrosti. Opazuj spreminjanje tira gibanja telesa. (Če animacijo po pomoti zaustaviš, jo ponovno zaženi s klikom miškinega gumba.)

Razišči
S pomočjo zgornje animacije odgovori na naslednja vprašanja.
1. Kolikšna morata biti začetna hitrost vo in naklonski kot Φ, da bomo telo vrgli vsaj 60 m daleč? Ali obstaja več možnosti?

2. Ali je tir gibanja telesa pri vseh možnih naklonskih kotih Φ vedno parabola?

3. Kako lahko zvečamo pri dani začetni hitrosti vo strmino parabole? Katera vrednost se zaradi tega najbolj spremeni (metna višina, metna razdalja ali čas letenja v zraku)?


4. Kakšno lego ima vektor začetne hitrosti vo glede na parabolo? V kakšni zvezi sta strmina parabole in naklonski kot vektorja začetne hitrosti vo?