Консультация № 198754
26.05.2020, 20:30
0.00 руб.
0 2 1
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:

Тело брошено в горизонтальном направлении с начальной скоростью 10 м/с из точки на высоте 15 м над плоским участком поверхности Земли. Найдите модуль скорости падения (в м/с), округлите его до целого числа и введите в первое поле. Найдите также угол между вектором скорости падения и горизонталью (в градусах), округлите до целого числа и введите во второе поле. Сопротивлением воздуха пренебречь, ускорение свободного падения считать равным 10 м/с2

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
29.05.2020, 07:31
общий
это ответ
Здравствуйте, qwerty2004!
Условие: Начальная скорость V0 = 10 м/с, высота h = 15 м, ускорение тяжести g = 10 м/с2,
Вычислить: модуль скорости падения Vp, угол [$945$] м-ду вектором скорости падения и горизонталью.

Решение: Любое сложное движение тела можно представить, как наложение независимых движений вдоль координатных осей. В нашем случае движение летящего тела можно представить как наложение 2х независимых движений: равномерного движения вдоль горизонтальной оси (оси Х) и равноускоренного движения вдоль вертикальной оси (оси Y). Я начертил поясняющий рисунок в приложении ru.wikipedia.org/wiki/Mathcad, прилагаю его ниже.

Проекции скорости тела изменяются со временем следующим образом:
Vx = V0·cos([$945$]) , Vy = V0·sin([$945$]) - g·t
Здесь V0 - начальная скорость, [$945$] - угол бросания.
Согласно Условию "Тело брошено в горизонтальном направлении", значит, [$945$] = 0 , cos([$945$]) = 1 , sin([$945$]) = 0 .
Тогда решение упрощается : Vx = V0 , Vy = -g·t

Координаты тела, следовательно, изменяются так: x(t) = V0·t , y(t) = h(t) = h - g·t2/2
Вычислим время tp полёта тела из соображения y(tp) = 0 (текущая высота обнулилась):
h - g·tp2/2 = 0
Решаем уравнение g·tp2 = 2·h
tp2 = 2·h / g = 2·15 / 10 = 3
Оно имеет 2 корня tp = +[$8730$]3 и -[$8730$]3 . 2й корень отбрасываем, как неподходящий по физическому смыслу.

Искомый модуль скорости падения вычисляем как гипотенузу ортогональных проекций скоростей.
А искомый синус угла м-ду вектором скорости падения и горизонталью - отношение вертикальной составляющей к модулю полной скорости.
Ответ : модуль скоростм падения равен 20 м/с, угол м-ду вектором скорости падения и горизонталью равен -60°.

См учебную статью "Движени тела, брошенного под углом к горизонту" Ссылка2
5
давно
Посетитель
404119
1
29.05.2020, 15:42
общий
Большое спасибо
Форма ответа