Сын Мияги стоит на палете на высоте 10 метров. Палета начинает двигаться со скоростью 5 м/с вниз по наклонной плоскости под углом 30 градусов. После какого времени сын Мияги упадет с палеты и с какой скоростью он упадет? Учитывайте, что ускорение свободного падения равно 9,81 м/с².
от

1 Ответ

Дано:  
Высота палеты (h) = 10 метров,  
Начальная скорость (v0) = 5 м/с,  
Угол наклона (θ) = 30 градусов,  
Ускорение свободного падения (g) = 9,81 м/с².

Найти: время падения (t) и конечную скорость при падении (v).

Решение:

1. Рассчитаем вертикальную составляющую ускорения, действующую на сына Мияги:

ay = g = 9,81 м/с².

2. Воспользуемся уравнением движения для определения времени падения по вертикали:

h = v0 * t + (1/2) * ay * t².

Подставим известные значения:

10 = 5 * t + (1/2) * 9,81 * t².

3. Упростим уравнение:

10 = 5t + 4,905t².

4. Приведем уравнение к стандартному виду:

4,905t² + 5t - 10 = 0.

5. Используем формулу дискриминанта для решения квадратного уравнения:

D = b² - 4ac,
где a = 4,905, b = 5, c = -10.

6. Подсчитаем дискриминант:

D = 5² - 4 * 4,905 * (-10) = 25 + 196,2 = 221,2.

7. Найдем корни уравнения по формуле:

t = (-b ± √D) / (2a).

8. Подставим значения:

t = (-5 ± √221,2) / (2 * 4,905).

9. Вычислим значение:

√221,2 ≈ 14,87.

t = (-5 ± 14,87) / 9,81.

10. Отбрасываем отрицательный корень и считаем:

t = (14,87 - 5) / 9,81 ≈ 0,99 с.

Теперь найдем конечную скорость при падении:

11. Конечная скорость (v) после времени t можно найти по уравнению:

v = v0 + ay * t.

12. Подставим известные значения:

v = 5 + 9,81 * 0,99.

13. Посчитаем:

v ≈ 5 + 9,71 ≈ 14,71 м/с.

Ответ: сын Мияги упадет с палеты примерно через 0,99 секунды с конечной скоростью около 14,71 м/с.
от