サッカーのハングタイムと移動距離を考慮して、サッカーの高さ、キックの速さ、およびサッカーの角度を把握します。地面を離れました。
材料
- サッカー
- ストップウォッチ
- テープメジャーまたはサッカー場
- 計算機
- 鉛筆と紙
- 意欲的な友人
手順
- ボールを蹴って、同時に、ストップウォッチを開始します。友達が重宝するところです。彼らにボールを持ってタイマーを動かしてもらい、ボールにできる限り最高のキックを与えることに全力を注ぐことができます！
- ボールが地面に当たったら、タイマーを止めて、ボールが最初に着地した場所に印を付けます。 。蹴った場所からどれだけ離れているかを測定します。フットボール競技場ではこれは非常に簡単ですが、長い巻尺も同様に機能します。
- 少し計算してみましょう。移動距離（d、メートル）をハング時間（t、秒）で割ります。これにより、ボールの水平速度vxがメートル/秒で示されます。vx= d / t。
- ハング時間（t）の半分に次の加速度による加速度を掛けて、ボールの垂直速度vyを計算します。重力（g = 9.8 m / s2）：vx2 + vy2 =½gt
- 次に、水平速度と垂直速度を組み合わせて、合計速度v =√（vx2 + vy2）を取得します。これは、メートル/秒でボールを蹴った速さです。
- ボールの高さ（h）を計算するには、垂直速度の2乗を取り、重力加速度の2倍で割ります。h= vy2 / 2g
- 角度も計算できます。三角法を少し使用してボールが地面を離れた場所（θ）：θ= tan-1（vy / vx）
結果
ボールを蹴った速度（メートル/秒）、ボールが発射された角度、およびボールを蹴った高さ（メートル）を計算しました。
理由
上記は、数学的なゴブルディグックの束のように聞こえるかもしれません。しかし、これは物理学からの非常に単純で非常に重要なアイデアに基づいています。ボールの垂直方向と水平方向の動きを個別に処理できます。
空中で過ごした合計時間と地面に沿った距離の合計ボールが移動したことで、ボールの水平速度について知っておく必要のあるすべてのことがわかります。空気抵抗を無視すると、ボールは水平方向の加速を受けないため、水平方向の速度は一定に保たれます。
ボールの垂直方向の動きは別の話です。それがあなたの足を離れるとすぐに、重力はボールを遅くし始めます。最終的に、ボールの垂直速度はゼロに達します。その後、ボールは向きを変えて地球に戻り始め、常に速度を上げます。空気抵抗を無視すると（再び！）、ボールが地面に当たったときの垂直速度は、蹴ったときの垂直速度と同じです。
最終垂直速度と初期垂直速度は同じなので、焦点を合わせることができます。ボールの旅の後半だけ。大きな高さからボールを落とした場合、一定時間後にボールがどれだけ速く動くかを尋ねることができます。これは、ボールが移動の最も高い部分から落下した後、地面に当たったときのボールの移動速度を尋ねるもう1つの方法です。 「落下時間」はハング時間の半分です。
総速度は、水平速度と垂直速度を組み合わせたものです。直角三角形のように速度を描くことができます。水平速度と垂直速度は、の側面を構成します。直角三角形で、全速度はその低速度です。ピタゴリアンの定理を使用すると、側面を使用してボールが発射された全速度を把握できます。同じ三角形を使用して、ボールが離陸した角度を把握できます。
高さを計算することは、ボールの垂直方向の動きを心配するだけに戻ります。ボールが足から離れる速さを知っています。また、重力がどれほど強くボールを減速させるかを知っています。これですべてです。ボールがどれだけ高くなったのかを把握します。これは、60mphで運転していて突然ブレーキをかけた場合に、車がどこまで進むかを知ることと同じです。ただし、この場合、ブレーキは重力です！
