Comprensione della fisica

* Mozione proiettile: La traiettoria del calcio è un classico esempio di movimento proiettile, in cui l'unica forza che agisce è la gravità dopo il calcio iniziale.

* Componenti orizzontali e verticali: Dobbiamo considerare i componenti orizzontali (x) e verticali (y) della velocità del calcio.

* Tempo di volo: Il tempo che la palla trascorre in aria è correlato alla sua velocità verticale.

* Range: La distanza orizzontale percorsa (50 m) è correlata alla velocità orizzontale e al tempo di volo.

Soluzione

1. Motion verticale:

* Sappiamo che il tempo del volo (t) è di 3 secondi.

* L'accelerazione dovuta alla gravità (G) è -9,8 m/s².

* Usando l'equazione:

* t =2 * (v_y / g) (dove v_y è la velocità verticale iniziale)

* Possiamo risolvere per v_y:

* v_y =(g * t) / 2 =(-9,8 m / s² * 3 s) / 2 =-14.7 m / s

* Il segno negativo indica che la velocità verticale iniziale è verso l'alto.

2. Mozione orizzontale:

* La velocità orizzontale (V_X) rimane costante per tutto il volo.

* Possiamo usare l'intervallo (r) e il tempo (t) per trovare v_x:

* R =v_x * t

* v_x =r / t =50 m / 3 s =16,67 m / s

3. Angolo di calcio (θ):

* L'angolo del calcio (θ) è correlato ai componenti orizzontali e verticali della velocità:

* tan (θ) =v_y / v_x

* θ =arctan (v_y / v_x) =arctan (-14.7 m / s / 16.67 m / s) ≈ -41,8 °

Nota importante: L'angolo è negativo perché la velocità verticale iniziale è verso l'alto. Per esprimere l'angolo rispetto all'orizzontale, prendiamo il valore assoluto:

Pertanto, l'angolo del calcio è di circa 41,8 ° sopra l'orizzontale.