Мяч бросили с поверхности Земли под углом 60(градусов) со скоростью v0=10 м⁄с. За какое...

0 голосов
43 просмотров

Мяч бросили с поверхности Земли под углом 60(градусов) со скоростью v0=10 м⁄с.

За какое время вектор скорости мяча повернется на угол 120(градусов)?

Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения g=10 м⁄с2).


Физика (61 баллов) | 43 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

Поворот на 120^o, означает, что вектор скорости будет снова направлен под 60^o к поверхности Земли, только уже вниз, а не вверх. Поскольку горизонтальная проекция скорости не меняется (сопротивление не учитываетя/пренебрежимо/мало), то при том же угле движения и сама скорость и вертикальная проекция будут такими же, как и при броске. Т.е. вопрос можно переформулировать так: «когда тело снова окажется на земле?». Ответ на этот вопрос прост: через в два раза большее время, чем время падения или время подъёма в верхнюю точку. В верхней точке вертикальная составляющая скорости равна нулю, а в нижней точке она равна v_{oy} = v_o \sin{60^o}. Использую формулу определения ускорения,

т.е. что: a = \frac{ \Delta v }{t} ;

а в нашем случае: g = \frac{ v_{oy} - 0 }{t} , найдём и t :

t = \frac{ v_{oy} }{g} = \frac{ v_o \sin{60^o} }{g} ;

Нужно понимать, что так мы нашли только время подъёма или спуска, а общее время вдвое больше, т.е.:

T = 2t = 2 \frac{ v_o }{g} \sin{60^o} ;

Остался только арифметический расчёт. Ответ в секундах очень близок к числу, которое в квадрате даёт тройку.

(8.4k баллов)