Heittoliike

Heittoliikkeellä tarkoitetaan tilannetta, jossa kappale saatetaan liikkeeseen antamalla sille alkunopeus, minkä jälkeen kappale liikkuu vain maan vetovoiman alaisena. Lisäksi kappaleeseen vaikuttaa väliaineen vastus. Heittoliike voidaan jakaa kahteen tapaukseen, pystysuoraan ja vinoon heittoliikkeeseen.

Pystysuora heittoliike
Pystysuorassa heittoliikkeessä kappaleen paikka y ja nopeus v ajan t funktiona saadaan helposti johdettua paikan yleisestä lausekkeesta vakiokiihtyvyydessä:

ja nopeuden yleisestä lausekkeesta vakiokiihtyvyydessä

,

kun kiihtyvyys a = -g. Jolloin saadaan kappaleen paikkakoordinaatiksi

ja nopeudeksi

 .

Kappaleen paikkakoordinaatista ja nopeudesta saadaan helposti johdettua pystysuoralle heittoliikkeelle erikoispisteet, kun alku ja loppupaikka sijaitsevat samassa tasossa:

nousuaika: 

lentoaika: 

lakikorkeus:

Vino heittoliike

Koska vaakasuora liike ei vaikuta putoamiskiihtyvyyteen, voidaan vino heittoliike ajatella pystysuoran tasaisesti kiihtyvän liikkeen (ay = vakio) ja vaakasuoran tasaisen liikkeen (vx = vakio; ax = 0) yhdistelmäksi. Tässä ay on siis kiihtyvyyden a y-suuntainen komponentti ja vx nopeuden v x-suuntainen komponentti. Koska nopeus voidaan esittää yleisesti vakiokiihtyvyydessä kuten aikaisemmin on esitetty ja koska vinossa heittoliikkeessä ay = -g, missä g on putoamiskiihtyvyys, ja heittokulma on  ja oletetaan kappaleen lähtevän liikkeelle hetkellä t = 0, saadaan nopeuden komponentit, kun kitkaa (ilmanvastusta) ei huomioida:

.

Merkitään alkunopeutta v0 ja v0x on nopeuden x-suuntainen komponentti ja v0y vastaavasti y-suuntainen komponentti. Koska paikka vakiokiihtyvyydessä voidaan esittää kuten aikaisemmin on esitetty, saadaan vinolle heittoliikkeelle johdettua helposti kappaleen paikka ajanhetkellä t:

.

Nopeuden ja paikan komponenttien avulla voidaan helposti johtaa seuraavat vinon heittoliikkeen erikoispisteet, kun alku ja loppupaikka sijaitsevat samassa tasossa:

nousuaika: 

lentoaika: 

lakikorkeus: 

kantama: 

Usein käyttökelpoinen on myös putoamiskiihtyvyydestä riippumaton lentoradan muotoa kuvaava kaava

Katso myös 
 Putoamisliike
 Ballistiikka

Lähteet

Aiheesta muualla

 Etälukio: 3.3 Pystysuora heittoliike ja putoamisliike 
 Etälukio: 3.3 Vino heittoliike 
 The physics classroom tutorial 
Kokeile miten eri alkuarvot vaikuttavat vinoon heittoliikkeeseen.

Klassinen mekaniikka