Камень бросили под углом к горизонту со скоростью υ0 = 20 м/с. Во время движения наибольшаяскорость камня была вдвое больше, чем наименьшая. Определите горизонтальную дальность L полетакамня. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Для решения данной задачи можно воспользоваться уравнениями движения:
1) v=u+atv = u + atv=u+at - уравнение для скорости 2) s=ut+12at2s = ut + \frac{1}{2}at^2s=ut+21at2 - уравнение для перемещения
Где: vvv - конечная скорость uuu - начальная скорость aaa - ускорение ttt - время sss - расстояние
Из условия задачи мы знаем, что в некоторый момент времени наибольшая скорость вдвое больше наименьшей скорости. Пусть наименьшая скорость равна v<em>minv<em>{min}v<em>min, тогда наибольшая скорость равна 2v</em>min2v</em>{min}2v</em>min.
Так как у нас горизонтальное движение, то ускорение по горизонтали равно нулю. Следовательно, скорость постоянна и равна начальной скорости u=20 м/сu = 20 \, м/сu=20м/с.
Мы также знаем, что v<em>max=2v</em>minv<em>{max} = 2v</em>{min}v<em>max=2v</em>min. В момент времени, когда камень достигает наименьшей скорости vminv_{min}vmin, он пройдет дальность LLL.
Наименьшая скорость vminv_{min}vmin у камня будет в точке наибольшей высоты полета, когда его вертикальная скорость равна 0. Следовательно, можно использовать уравнение для вертикального движения:
v2=u2+2asv^{2} = u^{2} + 2asv2=u2+2as
Где: vvv - конечная скорость uuu - начальная скорость sss - расстояние aaa - ускорение
Так как на вершине траектории вертикальная скорость равна 0, то мы можем найти высоту полета камня:
vmin2=u2+2asv_{min}^{2} = u^{2} + 2asvmin2=u2+2as
Подставим известные значения и решим относительно s:
Для решения данной задачи можно воспользоваться уравнениями движения:
1) v=u+atv = u + atv=u+at - уравнение для скорости
2) s=ut+12at2s = ut + \frac{1}{2}at^2s=ut+21 at2 - уравнение для перемещения
Где:
vvv - конечная скорость
uuu - начальная скорость
aaa - ускорение
ttt - время
sss - расстояние
Из условия задачи мы знаем, что в некоторый момент времени наибольшая скорость вдвое больше наименьшей скорости. Пусть наименьшая скорость равна v<em>minv<em>{min}v<em>min, тогда наибольшая скорость равна 2v</em>min2v</em>{min}2v</em>min.
Так как у нас горизонтальное движение, то ускорение по горизонтали равно нулю. Следовательно, скорость постоянна и равна начальной скорости u=20 м/сu = 20 \, м/сu=20м/с.
Мы также знаем, что v<em>max=2v</em>minv<em>{max} = 2v</em>{min}v<em>max=2v</em>min. В момент времени, когда камень достигает наименьшей скорости vminv_{min}vmin , он пройдет дальность LLL.
Наименьшая скорость vminv_{min}vmin у камня будет в точке наибольшей высоты полета, когда его вертикальная скорость равна 0. Следовательно, можно использовать уравнение для вертикального движения:
v2=u2+2asv^{2} = u^{2} + 2asv2=u2+2as
Где:
vvv - конечная скорость
uuu - начальная скорость
sss - расстояние
aaa - ускорение
Так как на вершине траектории вертикальная скорость равна 0, то мы можем найти высоту полета камня:
vmin2=u2+2asv_{min}^{2} = u^{2} + 2asvmin2 =u2+2as
Подставим известные значения и решим относительно s:
0=202+2<em>(−9.8)</em>s0 = 20^{2} + 2<em>(-9.8)</em>s0=202+2<em>(−9.8)</em>s s=2022∗9.8=20,41мs = \frac{20^{2}}{2*9.8} = 20,41 мs=2∗9.8202 =20,41м
Теперь можем найти горизонтальную дальность полета камня. Так как s=Ls = Ls=L, то L=20,41мL = 20,41 мL=20,41м
Итак, горизонтальная дальность полета камня равна 20,41 м.