Förstå fysiken

* Projektilrörelse: Fotbollens bana är ett klassiskt exempel på projektilrörelse, där den enda kraften som verkar på den är allvar efter den första sparken.

* horisontella och vertikala komponenter: Vi måste överväga de horisontella (x) och vertikala (y) komponenterna i fotbollens hastighet.

* flygtid: Den tid som bollen tillbringar i luften är relaterad till dess vertikala hastighet.

* Range: Det horisontella avståndet som körs (50 m) är relaterat till den horisontella hastigheten och flygtiden.

Lösning

1. vertikal rörelse:

* Vi vet att tiden för flygning (t) är 3 sekunder.

* Accelerationen på grund av tyngdkraften (g) är -9,8 m/s².

* Använda ekvationen:

* t =2 * (v_y / g) (där v_y är den initiala vertikala hastigheten)

* Vi kan lösa för V_Y:

* v_y =(g * t) / 2 =(-9,8 m / s² * 3 s) / 2 =-14,7 m / s

* Det negativa tecknet indikerar att den initiala vertikala hastigheten är uppåt.

2. horisontell rörelse:

* Den horisontella hastigheten (V_X) förblir konstant under flygningen.

* Vi kan använda intervallet (r) och tiden (t) för att hitta v_x:

* R =v_x * t

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

3. Kickvinkel (θ):

* Kickens vinkel (θ) är relaterad till de horisontella och vertikala hastighetskomponenterna:

* tan (θ) =v_y / v_x

* θ =arctan (v_y / v_x) =arctan (-14,7 m / s / 16,67 m / s) ≈ -41,8 °

Viktig anmärkning: Vinkeln är negativ eftersom den initiala vertikala hastigheten är uppåt. För att uttrycka vinkeln relativt horisontellt tar vi det absoluta värdet:

Därför är sparkens vinkel ungefär 41,8 ° över horisontellt.