¿Por qué la masa es independiente de la gama de proyectiles?

Answer 1

Como lo señaló Rajendra Meena, la pregunta debería ser “¿Por qué el alcance de un proyectil es independiente de su masa?”. Por lo tanto, voy a responder a eso.

En realidad, es cierto cuando uno descuida la resistencia del aire.

La distancia que recorre el proyectil depende (es decir, el producto de) su velocidad horizontal y el tiempo durante el cual permanece en el aire.

Ahora, la velocidad horizontal permanece constante ya que no hay fuerza que actúe en la dirección horizontal. (Primera ley de Newton)

Yendo por el intervalo de tiempo. Depende de la velocidad vertical inicial (deje que sea ‘v’) y de la aceleración debida a la gravedad (sea ‘g’) como tiempo t = 2v / g (utilizando la ecuación de cinemática simple, v = u + at)

Como ambos son independientes de la masa, el intervalo de tiempo también es independiente de la masa del proyectil.

Todo esto da como resultado que el alcance del proyectil sea independiente de su masa.

PERO solo si descuidas la resistencia del aire.

Si consideramos también la resistencia del aire, obtienes una fuerza de arrastre adicional que depende de la velocidad (directamente proporcional a la velocidad o el cuadrado de la velocidad) que actúa sobre el proyectil en dirección opuesta a su velocidad.

Entonces, ahora la aceleración adicional a lo largo de la vertical y horizontal llega a ser inversamente proporcional a su masa.

Entonces, la velocidad horizontal cambia y el cambio depende de su masa, y el tiempo depende de la masa, ya que la aceleración vertical depende de la masa.

Si entrena la ecuación, encontrará que el parámetro de masa aparece en la ecuación de rango.

Gracias por A2A.

Answer 2

Su pregunta debería ser “¿por qué el alcance de un proyectil es independiente de su masa?”, Y no “¿por qué la masa de un proyectil es independiente de su alcance?”.

Es cierto que la fuerza de la gravedad es diferente en diferentes objetos y es directamente proporcional a su masa.

Para los objetos cercanos a la superficie de la Tierra, la magnitud de la fuerza gravitacional es
F = mg
donde m es la masa del objeto y g es una constante cuyo valor varía de un lugar a otro. Su valor promedio en la superficie de la tierra es de 9.81 metros por segundo. Y este valor disminuye al alejarse de la superficie en cualquier dirección, hacia adentro o hacia afuera.

Aunque la magnitud de la atracción gravitatoria de la Tierra varía de un objeto a otro (dependiendo de su masa), la aceleración producida debido a esta atracción gravitacional es constante (por supuesto, cerca de la superficie de la Tierra). Entonces, cuando caes dos objetos de diferentes masas desde la misma altura, llegan al suelo al mismo tiempo (descuida la resistencia del aire).

Cualquier movimiento de proyectil es solo una combinación de movimiento vertical y horizontal. El movimiento vertical está controlado por la gravedad porque actúa solo en dirección vertical, sin importar en qué dirección se esté moviendo el proyectil. Y, la aceleración producida debido a la gravedad es independiente de la masa del objeto. Entonces, el movimiento vertical es independiente de la masa.

El movimiento horizontal de un proyectil es muy simple. Ninguna fuerza horizontal actúa sobre un proyectil. Y así, su velocidad horizontal permanece constante. Y el rango depende del tiempo de vuelo y la velocidad horizontal. El tiempo de vuelo depende del movimiento vertical.

Así que … Ahora sabemos que la masa no importa por el tiempo de vuelo o rango. Y, cuando se encuentre con un problema relacionado con el movimiento del proyectil, simplemente divida el movimiento del proyectil en movimientos horizontales y verticales. Y trátelo como lo hace con el movimiento en una dirección. Hace las cosas más fáciles, mucho más fáciles.

Answer 3

Su pregunta debería ser “¿por qué el alcance de un proyectil es independiente de su masa?”, Y no “¿por qué la masa de un proyectil es independiente de su alcance?”.

Entendamos esto de una manera simple.

Primero vamos a enumerar los factores de los que depende el alcance de un proyectil:

1. Componente horizontal de Velocity inicial = u cos (ángel de proyección)
2. Período de tiempo = 2 u pecado (ángel de proyección) / g

Como podemos ver, el período de tiempo del proyectil depende solo del movimiento vertical (esto se debe a que es el único factor que varía, esto también se debe a que ninguna fuerza horizontal actúa sobre el cuerpo, por lo que la velocidad horizontal es constante, mientras que la fuerza gravitacional actúa sobre el componente vertical y lo cambia.), esto implica directamente que la fuerza sobre el cuerpo varía con la masa.

Pero este factor de masa se cancela cuando examinamos el primer punto de cerca. El factor de masa también vendrá allí, esto es porque necesitamos usar la cantidad de movimiento contenida por el cuerpo, es decir, momento = masa x velocidad.

El factor de masa se cancela y tenemos esta hermosa ecuación.

R (Rango / Distancia) = Velocidad inicial / Período de tiempo

Answer 4

El movimiento vertical está controlado por la gravedad porque actúa solo en dirección vertical, sin importar en qué dirección se esté moviendo el proyectil . Y, la aceleración producida debido a la gravedad es independiente de la masa del objeto. … Ninguna fuerza horizontal actúa sobre un proyectil . Y así, su velocidad horizontal permanece constante.

Answer 5

¿Por qué no debería ser?
Suponiendo que el proyectil vuelve al mismo nivel en la tierra. Que las leyes también asumen. La fuerza promedio aplicada de una proyectiva por tierra en dirección x es 0.

Por lo tanto, la fuerza hacia abajo se aplica al subir, lo que está en contra de la velocidad == la fuerza hacia abajo se aplica al bajar, que está en la dirección de la velocidad. Ambas fuerzas, independientemente de la masa, dependen de la masa y afectan el alcance del proyectil, pero en el esquema más amplio de cosas se cancelan.

La diferencia entre la forma en que se aplican las leyes y la forma en que percibimos las cosas se debe a que las leyes del movimiento utilizan inteligentemente la “velocidad” inicial.

Si necesitamos obtener diferentes masas a la misma velocidad desde la posición de reposo, tendremos que aplicar diferentes cantidades de FUERZA a diferentes MASAS.

Que es lo que es nuestra percepción común.