Мяч бросили с поверхности земли под углом 45° со скоростью U0=20 м/с. За какое время вектор скорости мяча повернется на угол 90°? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения g=10 м/с^2
Для решения этой задачи можно воспользоваться законом сохранения энергии.
Кинетическая энергия мяча при броске с поверхности земли равна его потенциальной энергии в момент максимальной высоты:
m g H = (1/2) m V^2,
где m - масса мяча, g - ускорение свободного падения, H - максимальная высота подъема, V - скорость мяча в момент максимальной высоты.
При броске мяча под углом 45° к поверхности земли, его скорость разлагается на две составляющие: горизонтальную (Vх=U0cos45°) и вертикальную (Vy=U0sin45°).
В момент максимальной высоты вертикальная составляющая скорости становится равной нулю, а горизонтальная составляющая сохраняется.
Угол между вектором скорости мяча и горизонтальной осью (угол отклонения) можно найти из соотношения:
tg(θ) = Vy/Vx = (U0sin45°) / (U0cos45°) = 1,
θ = arctg(1) = 45°.
Таким образом, угол между вектором скоости мяча и горизонтальной осью остается неизменным.
Следовательно, вектор скорости мяча не повернется на угол 90°.
Для решения этой задачи можно воспользоваться законом сохранения энергии.
Кинетическая энергия мяча при броске с поверхности земли равна его потенциальной энергии в момент максимальной высоты:
m g H = (1/2) m V^2,
где m - масса мяча, g - ускорение свободного падения, H - максимальная высота подъема, V - скорость мяча в момент максимальной высоты.
При броске мяча под углом 45° к поверхности земли, его скорость разлагается на две составляющие: горизонтальную (Vх=U0cos45°) и вертикальную (Vy=U0sin45°).
В момент максимальной высоты вертикальная составляющая скорости становится равной нулю, а горизонтальная составляющая сохраняется.
Угол между вектором скорости мяча и горизонтальной осью (угол отклонения) можно найти из соотношения:
tg(θ) = Vy/Vx = (U0sin45°) / (U0cos45°) = 1,
θ = arctg(1) = 45°.
Таким образом, угол между вектором скоости мяча и горизонтальной осью остается неизменным.
Следовательно, вектор скорости мяча не повернется на угол 90°.