Камінь кинули з початковою швидкістю 10 м/с під кутом 60 градусів до горизонту, на яку максимальну висоту підіймався камінь, на якій відстані знаходиться місце падіння?
За першим законом Ньютона, коли на тіло не діє зовнішня сила, воно рухається рівномірно прямолінійно. Однак, в цьому випадку камінь кинули з початковою швидкістю, тому ми будемо використовувати формули руху тіла з початковою швидкістю.
Загальна формула для висоти, на яку підійде камінь, є:
h = (v₀sinθ)² / (2g)
де v₀ - початкова швидкість, θ - кут, під яким кинули камінь, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,81 м/с²).
Після підняття на максимальну висоту, камінь почне падати, і його рух можна описати формулою:
y = v₀sinθt - 1/2gt²
де y - висота, на якій знаходиться камінь після t секунд з моменту кидка.
Час, за який камінь підійде на максимальну висоту, можна знайти з рівняння:
t = v₀sinθ / g
Після цього моменту, камінь буде падати зі швидкістю, що збільшується на g кожну секунду, тому час падіння можна знайти за формулою:
T = 2t
Тому, що час підняття на максимальну висоту дорівнює часу падіння, можемо знайти загальний час руху каменя:
T = 2t = 2v₀sinθ / g
Щоб знайти відстань до місця падіння, можемо використовувати формулу руху тіла зі змінною швидкістю:
x = v₀cosθT
Тож, підставляємо відомі значення до формул та розв'язуємо:
h = (10 м/с * sin(60°))² / (2 * 9.81 м/с²) ≈ 1.27 метра
t = 10 м/с * sin(60°) / 9.81 м/с² ≈ 0.57 секунд
T = 2 * t ≈ 1.14 секунд
x = 10 м/с * cos(60°) * 1.14 секунд ≈ 5.0 м.
Тож масимальна висота, на яку підійшов камінь - 1.27 метра, відстань до місця падіння - близько 5.0 метрів.
Answers & Comments
Відповідь:
За першим законом Ньютона, коли на тіло не діє зовнішня сила, воно рухається рівномірно прямолінійно. Однак, в цьому випадку камінь кинули з початковою швидкістю, тому ми будемо використовувати формули руху тіла з початковою швидкістю.
Загальна формула для висоти, на яку підійде камінь, є:
h = (v₀sinθ)² / (2g)
де v₀ - початкова швидкість, θ - кут, під яким кинули камінь, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,81 м/с²).
Після підняття на максимальну висоту, камінь почне падати, і його рух можна описати формулою:
y = v₀sinθt - 1/2gt²
де y - висота, на якій знаходиться камінь після t секунд з моменту кидка.
Час, за який камінь підійде на максимальну висоту, можна знайти з рівняння:
t = v₀sinθ / g
Після цього моменту, камінь буде падати зі швидкістю, що збільшується на g кожну секунду, тому час падіння можна знайти за формулою:
T = 2t
Тому, що час підняття на максимальну висоту дорівнює часу падіння, можемо знайти загальний час руху каменя:
T = 2t = 2v₀sinθ / g
Щоб знайти відстань до місця падіння, можемо використовувати формулу руху тіла зі змінною швидкістю:
x = v₀cosθT
Тож, підставляємо відомі значення до формул та розв'язуємо:
h = (10 м/с * sin(60°))² / (2 * 9.81 м/с²) ≈ 1.27 метра
t = 10 м/с * sin(60°) / 9.81 м/с² ≈ 0.57 секунд
T = 2 * t ≈ 1.14 секунд
x = 10 м/с * cos(60°) * 1.14 секунд ≈ 5.0 м.
Тож масимальна висота, на яку підійшов камінь - 1.27 метра, відстань до місця падіння - близько 5.0 метрів.
Пояснення: