Какую минимальную скорость должен иметь мяч, брошенный горизонтально с высоты 8 м, чтобы перелететь через препятствие высотой 3 м, расположенное на расстоянии 10 м по горизонтали от точки бросания?
от

1 Ответ

дано:  
h0 = 8 м (высота бросания)  
h1 = 3 м (высота препятствия)  
d = 10 м (горизонтальное расстояние до препятствия)  
g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения)

найти:  
минимальную скорость v0, необходимую для того, чтобы мяч перелетел через препятствие.

решение:  
Сначала найдем время t, за которое мяч пройдет горизонтальное расстояние d. Это время можно выразить через горизонтальную скорость v0:

t = d / v0.

Теперь определим вертикальное движение мяча. Вертикальное перемещение можно описать уравнением движения с равномерно ускоренным движением:

h = h0 - (1/2) * g * t²,

где h — высота мяча в момент времени t. В нашем случае, чтобы мяч перелетел через препятствие, нужно, чтобы высота мяча была не меньше высоты препятствия:

h1 ≤ h0 - (1/2) * g * t².

Подставим выражение для t:

h1 ≤ h0 - (1/2) * g * (d / v0)².

Теперь подставим известные значения:

3 ≤ 8 - (1/2) * 9.81 * (10 / v0)².

Упростим это уравнение:

3 ≤ 8 - 4.905 * (100 / v0²).

Переносим все в одну сторону:

4.905 * (100 / v0²) ≤ 8 - 3,
4.905 * (100 / v0²) ≤ 5.

Далее умножим обе стороны на v0² и разделим на 5:

4.905 * 100 ≤ 5 * v0²,
490.5 ≤ 5 * v0²,
v0² ≥ 490.5 / 5,
v0² ≥ 98.1.

Теперь найдём v0:

v0 ≥ sqrt(98.1) ≈ 9.9 м/с.

ответ:  
Минимальная скорость, которую должен иметь мяч, составляет примерно 9.9 м/с.
от