Теперь нам нетрудно выяснить, как станет двигаться тело, если ему сообщить начальную скорость, направленную не под произвольным углом к горизонту, а горизонтально. Так движется, например, тело, оторвавшееся от горизонтально летящего самолета (или сброшенное с него).
По-прежнему считаем, что на такое тело действует только сила тяжести. Она, как всегда, сообщает ему ускорение $g$, направленное вниз.
В предыдущем параграфе мы видели, что тело, брошенное под углом к горизонту, в определенный момент времени достигает высшей точки своей траектории (точка $B$ на рисунке 3). В этот момент скорость тела направлена горизонтально.
рис. 1
Мы уже знаем, как движется тело после этого. Траекторией его движения является правая ветвь параболы, изображенной на рисунке 3. Подобную траекторию движения будет иметь и всякое другое тело, брошенное горизонтально. На рисунке 1 изображена такая траектория. Ее тоже называют параболой, хотя это только часть параболы.
Тело, брошенное горизонтально, движется по ветви параболы.
Вычислим дальность полета для этого движения тела.
Если тело брошено с высоты $h$, то время, в течение которого оно будет падать, мы получаем из формулы $h = \frac{gt^{2} }{2}$:
$t = \sqrt{ \frac{2h}{g} }$.
Все время, пока тело падает вниз с ускорением $g$, вертикальная ось $Y^{ \prime}$ (рис. 2) движется в горизонтальном направлении со скоростью $v_{x} = v_{0}$.
Поэтому за время падения $t$ она переместится на расстояние
$l = v_{0}t$.
Следовательно,
$l = v_{0}t = v_{0} \sqrt{ \frac{2h}{g} }$.
Эта формула позволяет определить дальность полета тела, брошенного на высоте $h$ горизонтально с начальной скоростью $v_{0}$.
Мы рассмотрели несколько примеров движения тела под действием силы тяжести. Из них видно, что во всех случаях тело движется с ускорением $g$, сообщаемым ему силой тяжести. Это ускорение совершенно не зависит от того, движется ли еще тело и в горизонтальном направлении или нет. Можно даже сказать, что во всех этих случаях тело совершает свободное падение.
Поэтому, например, пуля, выпущенная стрелком из ружья в горизонтальном направлении, упадет на землю одновременно с пулей, случайно оброненной стрелком в момент выстрела. Но оброненная пуля упадет у ног стрелка, а вылетевшая из ружейного ствола - в нескольких сотнях метров от него.
рис. 2
Траекторию движения тел, брошенных горизонтально или под углом к горизонту, можно наглядно увидеть в простом опыте. Бутыль, наполненную водой, помещают на некоторой высоте над столом и соединяют ее резиновой трубкой с наконечником, снабженным краном (рис. 2). Выпускаемые струи непосредственно показывают траектории частиц воды. Изменяя угол, под которым выпускают струю, можно убедиться в том, что наибольшая дальность достигается при угле $45^{ \circ}$.
Рассматривая движение тела, брошенного горизонтально или под углом к горизонту, мы считали, что оно находится под действием только силы тяжести. В действительности это не так. Наряду с силой тяготения на тело всегда действует сила сопротивления (трения) со стороны воздуха. А она приводит к уменьшению скорости.
Поэтому дальность полета тела, брошенного горизонтально или под углом к горизонту, всегда меньше, чем это следует из формул, полученных нами в этом параграфе и параграфе "Движение под действием силы тяжести: тело брошено под углом к горизонту"; высота подъема тела, брошенного по вертикали, всегда меньше, чем вычисленная по формуле, приведенной в разделе "Движение тела, брошенного вертикально вниз", и т. д.
Действие силы сопротивления приводит также к тому, что траекторией движения тела, брошенного горизонтально или под углом к горизонту, оказывается не парабола, а более сложная кривая.