Небольшое тело, брошенное вертикально вниз с высоты 32 м с начальной скоростью 2 м/с, упруго ударяется о закрепленную на высоте 20 м. гладкую площадку с углом наклона 30° к горизонту. Определить, во сколько раз время падения тела при встрече с площадкой больше времени свободного падения, если коэффициент восстановления равен 0,8 дальность полета тела по горизонтали, отношение скоростей в конце падения при встрече с площадкой и при свободном падении.
Теперь, можем найти дальность полёта: L = 1.73 * 1.63 ≈ 2.82 м.
Отношение скоростей при встрече с площадкой и свободного падения: V_final_ploshadka = sqrt(Vx² + Vy²) = sqrt(1.73² + 17.15²) ≈ 17.23 м/с, V_final_svobodnoe = sqrt(2gh) = sqrt(2 9.81 12) ≈ 14.86 м/с.
Отношение скоростей: 17.23 / 14.86 ≈ 1.16.
Итак, время падения при встрече с площадкой в 1.5 раза больше по сравнению со временем свободного падения, а скорость при встрече с площадкой на 16% больше скорости при свободном падении.
Для решения данной задачи определим время свободного падения и время падения до столкновения с площадкой.
Время свободного падения:h = 32 m,
g = 9.81 m/s².
Используем формулу h = (1/2)gt², откуда получаем t = sqrt(2h/g) = sqrt(64/9.81) = 2 sqrt(2/3) ≈ 1.63 с.
Время падения до столкновения с площадкой:
h' = 32 - 20 = 12 m,
t' = sqrt(2h'/g) = sqrt(24/9.81) = 2 sqrt(2/3) ≈ 1.63 с.
Время контакта тела с площадкой:
t_contact = sqrt(2h'/g) sqrt(1 + (1/0.8)²) = 1.63 sqrt(1 + 1.25) ≈ 1.63 * 1.5 ≈ 2.45 с.
Итак, время падения при встрече с площадкой в 1.5 раза больше, чем время свободного падения.
Дальность полёта тела по горизонтали:L = Vx * t',
где Vx - горизонтальная скорость тела на момент столкновения с площадкой.
Поскольку коэффициент восстановления 0.8:
Vy' = 0.8 Vy,
Vx = Vx' = cos(30°) V,
Vy = Vy' - g t_contact = 0.8 sin(30°) V - 9.81 2.45 ≈ 6.88 - 24.03 ≈ -17.15 м/с.
Горизонтальная скорость:
Vx = Vx' = cos(30°) * 2 ≈ 1.73 м/с.
Теперь, можем найти дальность полёта:
Отношение скоростей при встрече с площадкой и свободного падения:L = 1.73 * 1.63 ≈ 2.82 м.
V_final_ploshadka = sqrt(Vx² + Vy²) = sqrt(1.73² + 17.15²) ≈ 17.23 м/с,
V_final_svobodnoe = sqrt(2gh) = sqrt(2 9.81 12) ≈ 14.86 м/с.
Отношение скоростей:
17.23 / 14.86 ≈ 1.16.
Итак, время падения при встрече с площадкой в 1.5 раза больше по сравнению со временем свободного падения, а скорость при встрече с площадкой на 16% больше скорости при свободном падении.