Přejít na hlavní obsah

Pohyb těla pohozeného pod úhlem k obzoru v Excelu: základy a příklady

  • Oldřich Šťastný
  • Recenze

Ve fyzice je pohyb těla pohozeného pod úhlem k obzoru jedním ze základních úkolů. Jedná se o pohyb tělesa pohozeného pod úhlem k horizontální rovině pod vlivem gravitace. K analýze a simulaci takového pohybu lze použít různé nástroje, včetně softwaru, jako je Microsoft Excel.

Microsoft Excel je tabulka, která umožňuje uživateli provádět různé matematické výpočty a analyzovat data. Pomocí Excelu je možné simulovat pohyb tělesa pohozeného pod úhlem k obzoru a graficky jej zobrazovat. Je to pohodlný nástroj pro studium základů fyziky a pochopení různých parametrů a zákonů souvisejících s takovým pohybem.

V tomto článku se podíváme na základy modelování pohybu těla pohozeného pod úhlem k obzoru pomocí Excelu. Ponoříme se do světa fyziky a matematiky a navrhneme příklady, které vám pomohou lépe porozumět a uvést tyto koncepty do praxe.

Pohyb těla pohozeného pod úhlem k obzoru v Excelu: základy a příklady

Pohyb tělesa pohozeného pod úhlem k horizontu lze rozdělit na dvě hlavní složky: horizontální a vertikální pohyb. Horizontální pohyb probíhá rovnoměrně rychlostí, která není závislá na čase. Vertikální pohyb je způsoben vlivem gravitace a mění se podle zákona volného pádu.

K simulaci pohybu těla pohozeného pod úhlem k obzoru lze v Excelu použít vzorce a funkce dostupné v programu. Pro výpočet horizontální složky rychlosti lze například použít vzorec:

Vx = V * cos(α)

kde Vx - horizontální složka rychlosti, v-počáteční rychlost těla, α-úhel hodu.

A pro výpočet vertikální složky rychlosti lze použít vzorec:

Vy = V * sin(α)

kde Vy - vertikální složka rychlosti.

Vzorec lze také použít k určení polohy těla v každém okamžiku:

x = Vx * t

y = Vy * t - (g * t 2 )/2

kde x je vzdálenost, kterou těleso urazilo ve vodorovném směru, y je výška tělesa nad zemským povrchem, g je zrychlení volného pádu,T je čas.

K vytvoření grafu pohybu tělesa pohozeného pod úhlem k obzoru lze v Excelu použít graf funkce y (x) nebo graf trajektorie nastavené parametricky.

V Excelu je také možné vytvořit interaktivní model pohybu těla přidáním posuvníků pro změnu počáteční rychlosti a úhlu hodu. To umožní studovat vliv těchto parametrů na trajektorii a dobu letu tělesa.

Příklady modelování pohybu těla lze nalézt online nebo si je můžete vytvořit sami. Můžete například vytvořit graf výšky těla z času, graf rychlosti těla z času nebo graf závislosti vzdálenosti, kterou tělo urazilo, z času.

Na závěr, Excel poskytuje široké možnosti pro analýzu a simulaci pohybu těla pohozeného pod úhlem k obzoru. Pomocí vzorců a grafů lze studovat různé aspekty tohoto fyzikálního procesu a provádět různé experimenty měnící hodnoty parametrů. To vám umožní získat hluboké porozumění fyzikálním jevům a rozvíjet dovednosti v analýze dat v Excelu.

Výpočet trajektorie pohybu těla v Excelu: vzorce a grafy

V programu Excel lze snadno vypočítat a vizualizovat trajektorii pohybu těla pohozeného pod úhlem k obzoru. K tomu je nutné znát počáteční rychlost těla, úhel hodu a zrychlení volného pádu. Níže jsou uvedeny příklady vzorců a grafů, které vám pomohou provést výpočet.

1. Výpočet horizontální a vertikální rychlosti

Pro výpočet horizontální a vertikální rychlosti budete potřebovat následující vzorce:

  • Horizontální rychlost (VX) = počáteční rychlost (V0) * cos (úhel)
  • Vertikální rychlost (Vy) = počáteční rychlost (V0) * sin ( úhel) - zrychlení volného pádu * čas

Kde počáteční rychlost (V0) je rychlost, s jakou bylo tělo pohozeno, a úhel je úhel hodu těla vzhledem k horizontu.

2. Výpočet souřadnic X a u

Pro výpočet souřadnic X se používá vzorec:

  • souřadnice X = horizontální rychlost (VX) * čas

Pro výpočet souřadnic Y se používá vzorec:

  • souřadnice Y = počáteční výška + vertikální rychlost (Vy) * čas - (zrychlení volného pádu * čas^2) / 2

Kde je čas-čas, který uplynul od hodu, počáteční výška je výška, ze které bylo tělo pohozeno.

3. Vytvoření plánu trajektorie

Chcete - li vytvořit graf trajektorie pohybu těla, musíte vytvořit graf, na jehož ose bude souřadnice X a na ose ordinat souřadnice y. Chcete-li to provést, postupujte takto:

  1. Vyberte data, která chcete zobrazit v grafu, včetně souřadnic X a Y.
  2. Klikněte na tlačítko Vložit v horní liště nástrojů aplikace Excel.
  3. Vyberte typ grafu, který chcete vytvořit (například "bodový graf").
  4. Upravte nastavení grafu podle vašich preferencí, například Přidejte název grafu a štítky pro osy.
  5. Kliknutím na OK vytvoříte graf.

Podle vytvořeného plánu lze určit tvar a povahu pohybu těla, stejně jako bod dosažení maximální výšky a bod přistání.

Pomocí výpočtů a grafů v Excelu tedy budete moci vizualizovat trajektorii pohybu těla pohozeného pod úhlem k horizontu a analyzovat jeho pohyb na základě získaných dat.