Небольшой камень брошенный с балкона ** высоты 3 м под углом к горизонту, достиг...

0 голосов
46 просмотров

Небольшой камень брошенный с балкона на высоты 3 м под углом к горизонту, достиг максимальной высоты 5 м и упал обратно на землю в 28 м от места броска.
Чему равна минимальная скорость камня за время полёта?


Физика (12 баллов) | 46 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов

Дано:

h = 3 м

h' = 5 м

L' = 28 м

g = 10 м/с²

====================

Найти:v_{min} - ?

====================

Решение. Камень летит в двух осях: Ox и Oy. По оси Ox он летит равномерно прямолинейно, а по оси Oy - равноускоренно. То есть можно считать скорость камня постоянной, если не учитывать сопротивление воздуха. Следует знать такой факт, что если кинуть одновременно два тела с одной высоты: одно - горизонтально, другое вертикально вниз с одинаковыми начальными скоростями, то они упадут одновременно. На прохождение расстоянияL камень проходит половину времени на достижение высоты h_{max}:

h_{max} = h' - h = 5 - 3 = 2 м;

h_{max} = \frac{g(\frac{t_{1}}{2})^{2}}{2} \Rightarrow t_{1} = \sqrt{\frac{8h_{max}}{g}} = \sqrt{\frac{8\cdotp 2}{10}} \thickapprox 1,26 с. То есть время на прохождение пути L равно 1,26 с.

Дальше можно считать, что тело просто падает с высоты h:

t_{2} = \sqrt{\frac{2h}{g}} = \sqrt{\frac{2 \cdotp 3}{10}} \thickapprox 0,77 с.

То есть, всё время полёта равно t = t_{1} + t_{2} = 1,26 + 0,77 = 2,03 с.

Зная, что по оси Ox камень движется равномерно, найдём его скорость:

v_{min} = \frac{L'}{t} = \frac{28}{2,03} \thickapprox 13,8 м/с

Ответ:v_{min} \thickapprox 13,8 м/с.


image
(4.2k баллов)
0

Ось Ox - горизонтальная (→)
Ось Oу - вертикальная (↑)