Contente
- História dos Canhões e Balas de Canhão
- Equações de movimento de Newton
- O lançamento horizontal
- Jogo de balas de canhão virtuais
Bolas de canhão podem ser uma coisa do passado da guerra humana, mas não é difícil imaginar a sensação de pavor ao ver um projétil de metal de 40 libras indo em direção a sua nave, incapaz de dizer por alguns momentos agonizantes se encontrará uma marca mortal.
Além de ser o material das lendas dos piratas e um recurso de destaque nos videogames, incluindo alguns dos primeiros jogos em casa dos anos 80, as balas de canhão oferecem uma excelente lição sobre a física do movimento básico de projéteis.
Em vez de dobrões de ouro, no entanto, seu "tesouro" virá na forma de habilidades aprimoradas para desvendar problemas básicos de balística.
História dos Canhões e Balas de Canhão
Hoje em dia, você não encontra canhões ou balas de canhão à venda no revendedor local de caixas grandes, mas houve um tempo em que ter um bom canhão à mão era importante para um grupo de indivíduos que possuíam, ou estavam empenhados em possuir, uma grande quantidade de propriedades valiosas . Os canhões já foram muito eficazes em dissuadir ladrões, ou, alternativamente, tornando mais fácil para eles exercerem seu comércio questionável.
Como você poderia esperar, não existe realmente um peso "típico" de bala de canhão. Para se ter uma idéia geral, as forças britânicas de antigamente faziam balas de canhão em massas discretas que variavam entre 4 libras e 42 libras. Como eram feitas de ferro, uma densidade típica era de 7.860 kg / m3. Isso é cerca de oito vezes mais denso que a água.
Equações de movimento de Newton
O gênio do século XVII Isaac Newton fez muitas coisas, incluindo a invenção de muitos dos métodos de cálculo moderno. Mas talvez sua maior façanha tenha derivado das equações matemáticas que governam o comportamento de objetos sujeitos à influência da gravidade e de outras forças.
A solução geral para a posição horizontal xvelocidade v e aceleração uma de um objeto no momento t é:
x (t) = x0+ v0t + (1/2) em2
Isso pode ser combinado com outras equações de movimento para derivar expressões relacionadas.
O lançamento horizontal
Observe que quando você dispara uma bala de canhão à distância em um determinado ângulo, ela está sujeita à influência da gravidade exatamente da mesma maneira que seria se você a jogasse no topo de um edifício. Ou seja, se você disparar a bala de canhão com força suficiente para lançá-la a 30 metros no ar, ela cairá ao chão tão rapidamente se estiver se movendo horizontalmente enquanto estiver caindo, como se cair apenas.
Uma quantidade crucial é a alcanceou a distância máxima percorrida pela bala de canhão. Esta é uma função da velocidade inicial v0 e ângulo de lançamento θ:
R = / g
Jogo de balas de canhão virtuais
Brincar com um jogo online de lançamento de balas de canhão não fará por si só um especialista em física ou balística. Isso, no entanto, dará a você a chance de ter uma noção de como a magnitude e a direção das mudanças no ângulo e na velocidade de lançamento podem afetar o caminho final de um projétil, e como os guerreiros iniciais também aprenderam a explicar seus próprios erros no curso de seus belicosos "experimentos".
Veja os Recursos para obter um exemplo de um jogo simples de lançamento de projéteis, que permite inserir os parâmetros de lançamento com precisão e observar o que acontece quando você dispara outra bala de canhão na faixa inferior.