Камень, брошенный под углом альфа к горизонту, через время 2 секунды оказался на максимальной высоте. Определите максимальную высоту подъема и дальность подъёма камня, если известно что во время движения максимальная скорость камня была вдвое больше минимальной
от

1 Ответ

Дано:
- Время, через которое камень достиг максимальной высоты, t = 2 с
- Максимальная скорость в два раза больше минимальной

Найти:
1. Максимальную высоту подъема H
2. Дальність подъема R

Решение:

1. Для определения максимальной высоты и дальности полета используем следующие уравнения и условия:

   Время подъема до максимальной высоты:
   Время на подъём до максимальной высоты равно t = 2 с.

   Ускорение свободного падения g = 9,8 м/с².

   На максимальной высоте вертикальная скорость равна нулю. Мы можем найти начальную вертикальную скорость V_y0, используя уравнение для вертикального движения:

   V_y = V_y0 - g*t

   На высоте максимума V_y = 0, следовательно:

   0 = V_y0 - g*t
   V_y0 = g*t
   V_y0 = 9,8 м/с² × 2 с
   V_y0 = 19,6 м/с

   Это начальная вертикальная скорость. На максимальной высоте камень имеет вертикальную скорость V_y0 = 19,6 м/с.

   Для определения максимальной высоты используем уравнение движения:

   H = V_y0*t - 0,5*g*t²

   Подставляем значения:

   H = 19,6 м/с × 2 с - 0,5 × 9,8 м/с² × (2 с)²
   H = 39,2 м - 19,6 м
   H = 19,6 м

2. Теперь найдем дальность полета R. Поскольку максимальная скорость в два раза больше минимальной, то минимальная скорость — это вертикальная составляющая начальной скорости.

   Общая скорость в максимальной высоте равна горизонтальной скорости, а максимальная скорость равна начальной скорости:

   V_max = √(V_y0² + V_x²)
   Минимальная скорость (в горизонтальном направлении) равна V_x.

   Согласно условию, V_max = 2 × V_x:

   2 × V_x = √(V_y0² + V_x²)
   (2 × V_x)² = V_y0² + V_x²
   4 × V_x² = V_y0² + V_x²
   3 × V_x² = V_y0²
   V_x² = V_y0² / 3
   V_x = V_y0 / √3
   V_x = 19,6 м/с / √3
   V_x ≈ 11,3 м/с

   Дальность полета определяется по формуле:

   R = 2 × V_x × t
   R = 2 × 11,3 м/с × 4 с
   R = 90,4 м

Ответ:
1. Максимальная высота подъема H = 19,6 м
2. Дальність подъема R = 90,4 м
от