Задача по физике Навесной разбрасыватель органических удобрений бросил кусок торфа с поверхности земли под углом 60 градусов к горизонту со скоростью 20 м/с. Определить перемещение куска торфа за вторую половину времени его движения.

3 Мар в 19:40
29 +1
1
Ответы
1

Для решения задачи сначала необходимо определить общее время полета куска торфа. Данный кусок торфа можно рассматривать как тело, брошенное под углом к горизонту, и его движение будет описываться уравнениями кинематики.

Шаг 1. Разделим начальную скорость на компоненты.

Начальная скорость v0=20 м/с v_0 = 20 \, \text{м/с} v0 =20м/с и угол θ=60∘ \theta = 60^\circ θ=60.

КомпONENTы скорости:

Горизонтальная скорость:
v0x=v0⋅cos⁡(θ)=20⋅cos⁡(60∘)=20⋅0.5=10 м/с v_{0x} = v_0 \cdot \cos(\theta) = 20 \cdot \cos(60^\circ) = 20 \cdot 0.5 = 10 \, \text{м/с}
v0x =v0 cos(θ)=20cos(60)=200.5=10м/с
Вертикальная скорость:
v0y=v0⋅sin⁡(θ)=20⋅sin⁡(60∘)=20⋅32≈17.32 м/с v_{0y} = v_0 \cdot \sin(\theta) = 20 \cdot \sin(60^\circ) = 20 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 17.32 \, \text{м/с}
v0y =v0 sin(θ)=20sin(60)=2023 17.32м/с
Шаг 2. Найдем общее время полета.

Для вычисления времени полета используем формулу для вертикального движения:
t=2v0yg t = \frac{2v_{0y}}{g}
t=g2v0y
где g≈9.81 м/с2 g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 g9.81м/с2 — ускорение свободного падения.

Подставляем значения:
t=2⋅17.329.81≈34.649.81≈3.53 сек t = \frac{2 \cdot 17.32}{9.81} \approx \frac{34.64}{9.81} \approx 3.53 \, \text{сек}
t=9.81217.32 9.8134.64 3.53сек

Шаг 3. Найдем перемещение за вторую половину времени.

Первая половина времени полета (t/2)( t/2 )(t/2):
t2≈3.532≈1.765 сек \frac{t}{2} \approx \frac{3.53}{2} \approx 1.765 \, \text{сек}
2t 23.53 1.765сек

Хотим найти перемещение за вторую половину полета, то есть с t/2\ t/2 t/2 до t t t.

Сначала найдем вертикальную позицию и горизонтальную позицию на момент t/2 t/2 t/2.

Вертикальная позиция в момент t/2 t/2 t/2:

Используем уравнение для вертикального движения:
y(t)=v0yt−12gt2 y(t) = v_{0y} t - \frac{1}{2} g t^2
y(t)=v0y t21 gt2

Подставляем t=1.765 t = 1.765 t=1.765:
y(1.765)=17.32⋅1.765−12⋅9.81⋅(1.765)2 y(1.765) = 17.32 \cdot 1.765 - \frac{1}{2} \cdot 9.81 \cdot (1.765)^2
y(1.765)=17.321.76521 9.81(1.765)2
y(1.765)≈30.613−15.25≈15.363 м y(1.765) \approx 30.613 - 15.25 \approx 15.363 \, \text{м}
y(1.765)30.61315.2515.363м

Горизонтальная позиция в момент t/2 t/2 t/2:

x(t)=v0xt x(t) = v_{0x} t
x(t)=v0x t
x(1.765)=10⋅1.765≈17.65 м x(1.765) = 10 \cdot 1.765 \approx 17.65 \, \text{м}
x(1.765)=101.76517.65м

Шаг 4. Найдем положение в момент t t t вконцеполетав конце полетавконцеполета:

При t=3.53 t = 3.53 t=3.53:
y(3.53)=0(в момент касания земли) y(3.53) = 0 \quad (\text{в момент касания земли})
y(3.53)=0(в момент касания земли)
x(3.53)=10⋅3.53≈35.3 м x(3.53) = 10 \cdot 3.53 \approx 35.3 \, \text{м}
x(3.53)=103.5335.3м

Шаг 5. Перемещение за вторую половину времени:

Теперь, зная позиции на t/2 t/2 t/2 и t t t, найдем перемещение:

Горизонтальное перемещение:
Δx=x(3.53)−x(1.765)=35.3−17.65≈17.65 м \Delta x = x(3.53) - x(1.765) = 35.3 - 17.65 \approx 17.65 \, \text{м}
Δx=x(3.53)x(1.765)=35.317.6517.65м
Вертикальное перемещение:
Δy=y(3.53)−y(1.765)=0−15.363≈−15.363 м \Delta y = y(3.53) - y(1.765) = 0 - 15.363 \approx -15.363 \, \text{м}
Δy=y(3.53)y(1.765)=015.36315.363м
Результат:

Перемещение за вторую половину времени можно определить с помощью вектора перемещения:
S=(Δx)2+(Δy)2=(17.65)2+(−15.363)2≈311.5225+236.061369≈547.583869≈23.4 м S = \sqrt{(\Delta x)^2 + (\Delta y)^2} = \sqrt{(17.65)^2 + (-15.363)^2} \approx \sqrt{311.5225 + 236.061369} \approx \sqrt{547.583869} \approx 23.4 \, \text{м}
S=(Δx)2+(Δy)2 =(17.65)2+(15.363)2 311.5225+236.061369 547.583869 23.4м

Таким образом, перемещение куска торфа за вторую половину времени его движения составляет приблизительно 23.4 метра.

3 Мар в 19:45
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир