Консультация № 198479
07.05.2020, 16:38
0.00 руб.
0 11 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
С наклонной плоскости, имеющей угол наклона 30∘, бросают шарик со скоростью 2 м/с так, что через 0,4 с он первый раз ударится о наклонную плоскость. На каком расстоянии от точки броска произойдёт этот удар?
Спасибо!

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
08.05.2020, 10:04
общий
Адресаты:
Куда бросают шарик?
В чём разница бросания "С наклонной плоскости" или со ступеньки?
Непонятная задача.
давно
Посетитель
404023
32
08.05.2020, 12:11
общий
Адресаты:
Добрый день! Шарик бросают с наклонной плоскости
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
08.05.2020, 13:24
общий
Адресаты:
Вы повторяете Условие "Шарик бросают с наклонной плоскости" потому что не пытаетесь хотя бы начать Решение задачи.

Я спросил "Куда бросают шарик?" потому что в моём представлении наклонная плоскость обрывается к морю, и кто-то с этого обрыва бросает шарик, который никогда не ударится о наклонную плоскость, потому что упадёт вниз (в море или в пропасть).
А что тут надо решать? - я что-то не пойму.

Может, шарик бросают вверх под углом к наклонной плоскости? Так ведь не указаны ни напрвление, ни угол бросания.
Откуда Вы взяли эту тяп-ляп задачу?
Может, она и не сильно нужна Вам?
давно
Посетитель
404023
32
08.05.2020, 14:31
общий
эта задача с курсов по кинематике которые проводит сириус она из раздела движение тел под углом к горизонту я пыталась ее решить разными способами предполагая условие по своему разумению но всегда получается неверно условие именно такое извините если что-то не так объясняю
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
10.05.2020, 12:36
общий
это ответ
Здравствуйте, suvorov.shool@mail.ru!
Условие: Скорость шарика V0 = 2 м/с, угол наклона плоскости [$966$] = 30°, время полёта t2 = 0,4 с.
Вычислить дальность полёта L .

Решение : Рискну предположить, будто в некорректном Условии подразумевается бросок шарика вдоль наклонной плоскости в направлении её уклона-спуска, а не "С наклонной плоскости" (куда-то в пропасть).
Я начертил график в Маткаде. На нём синяя прямая - вид сбоку на наклонную плоскость, а красная кривая - траекторя полёта шарика.

Рассмотрим сначала простейший вариант : шарик бросают под уклон плоскости с нулевой высоты под углом [$945$] к горизонту.
Координаты шарика изменяются так:
x(t) = x0 + V0·t·cos([$945$])
y(t) = y0 + V0·t·sin([$945$]) - g·t2/2
где x0 = 0 и y0 = 0 - начальные координаты, а [$945$] - угол бросания.

Боковая проекция плоскости - это обычная прямая с классическим уравнением y = k·x + b . В нашем случае угловой коэффициент
k = -tg([$966$]) = -tg(30°) = -1 / [$8730$]3 = -0,577 , а b=0 .
Главный аргумент у нас t (а не x), приведём уравнение прямой к аргументу t :
yп(t) = k·x(t) = k·V0·t·cos([$945$])

Согласно Условию в момент t2 шарик коснётся плоскости, значит :
V0·t2·sin([$945$]) - g·t22/2 = yп(t2)
Решим уравнение V0·t2·sin([$945$]) - g·t22/2 = k·V0·t2·cos([$945$]) относительно [$945$]:
Уж извините, мой лимит времени исчерпан, некогда расписывать аналитическое решение этого уравнения, в котором я могу ошибиться. Если не сможете расписать его самостоятельно, обращайтесь в минифорум.
Маткад выдал 2 корня : [$945$]1 = 1,6 рад и [$945$]2 = 0,491 рад.
Первый корень соответствует углу бросания 92° и x=-0,03 - то есть бросание вверх-назад, что не соответствует выбранному варианту "шарик бросают под уклон плоскости".

Второй корень [$945$]2 = 28° даёт нам координаты удара x2 = x(t2) = 0,71 м, y2 = y(t2) = -0,41 м.
Искомое расстояние от точки бросания находим как гипотенузу : L = [$8730$](x22 + y22) = 0,82 м.

Можно усложнить задачу и задать какую-нибудь начальную высоту бросания y0 > 0.
При y0 = 1 м (рост мальчика) Маткад возвратил [$945$] = -0,76 рад = -43°. То есть: в этом случае бросаем под углом вниз (а не вверх), иначе полёт будет дольше, чем заданное t2 !
x2 = x(t2) = 0,58 м, y2 = y(t2) = -0,36 м, L = [$8730$](x22 + y22) = 0,67 м.
Ответ : при бросании с нулевой высоты L = 0,82 м, при бросании с высоты 1м L = 0,67 м.

Описание формул см в учебно-методической статье "Движение тела, брошенного под углом к горизонту" Ссылка.

Добавляю 3й вариант решения в Маткаде, когда шарик бросают вверх по наклонной плоскости (а не под уклон).

Тогда угол бросания [$945$]=88° (почти вертикально),
а удар произойдёт на рассоянии L = 0,03 м от точки броска.
5
давно
Посетитель
404023
32
11.05.2020, 07:35
общий
Спасибо большое, мне очень понравилось Ваше решение, я такой вариант рассматривала, но к сожалению, ни один из ответов не подходит
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
11.05.2020, 11:29
общий
Адресаты:
Если Ваш преподаватель уточнит, куда именно и с какими параметрами бросают шарик, либо у Вас или других экспертов появятся новые идеи-варианты, сообщите их на эту страницу. Я введу поправки в Маткад-документ, и Маткад быстро выдаст новый вариант Решения.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
11.05.2020, 14:47
общий
Адресаты:
Я добавил 3й вариант решения в свой выше-Ответ и подозреваю, будто Вы знаете нужный преподавателю ответ, но почему-то утаиваете его.
Если бы Вы сообщили сюда потребный Ответ, то получили бы подходящее решение гораздо быстрее.
давно
Посетитель
404023
32
11.05.2020, 16:11
общий
хорошо спасибо
давно
Посетитель
404023
32
11.05.2020, 16:26
общий
Дело в том что ответа я не знаю. В систему курсов вводится только ответ и выдается "верно" или "неверно" пока верного ответа я не получила ни сама ни с помощью экспертов предполагаю что может быть ошибка либо в программе либо в условии но на вопрос преподавателю получила ответ "Рассмотрите все варианты"
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
19.08.2020, 04:35
общий
Студентам : Было уже несколько случаев, когда студенты в поиске решения очень похожей задачи находят его на текущей странице, пытаются сдать его, но робот-экзаменатор бракует Ответ как неправильный.
В перечне условий текущей задачи опущен пункт "ускорение свободного падения считать равным 10 м/с2", и я, естественно использовал стандартное значение g = 9,81 м/с2 .

В более поздних вариантах этой задачи ( rfpro.ru/question/198785 , rfpro.ru/question/199072 ) задано "ускорение свободного падения считать равным 10 м/с2" . С учётом искусственного загрубления g-значения решение немного отличается.
Скорректированное решение см на странице rfpro.ru/question/199072 .
Форма ответа