Камень, брошенный горизонтально с высоты Н = 8 м, должен перелететь через препятствие, расположенное на расстоянии 11 = 10 м от точки бросания по горизонтали. Высота препятствия h=3м. Найдите расстояние 12 от препятствия до места падения на землю.
от

1 Ответ

дано:  
H = 8 м (высота броска)  
l1 = 10 м (расстояние до препятствия)  
h = 3 м (высота препятствия)  
g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения)  

найти:  
расстояние l2 от препятствия до места падения камня на землю.

решение:  
Сначала найдем время, через которое камень упадет с высоты H до высоты h. Используем уравнение движения для вертикального перемещения:

H - h = (1/2) * g * t²,

где H - начальная высота, h - высота препятствия, g - ускорение свободного падения, t - время падения.

Подставим известные значения:

8 - 3 = (1/2) * 9.81 * t²,  
5 = 4.905 * t².

Теперь решим это уравнение:

t² = 5 / 4.905 ≈ 1.018,  
t ≈ √1.018 ≈ 1.009 с.

Теперь найдем горизонтальную скорость v, с которой был брошен камень. Для этого используем формулу для горизонтального движения:

l1 = v * t,  

где l1 - расстояние до препятствия, v - горизонтальная скорость, t - время.

Подставим значение времени t:

10 = v * 1.009,  
v = 10 / 1.009 ≈ 9.91 м/с.

Теперь мы можем найти, сколько времени камень будет лететь после преодоления препятствия до момента падения на землю. Сначала рассчитываем, сколько времени потребуется, чтобы камень упал с высоты h до земли. Используем то же уравнение движения:

h = (1/2) * g * t'²,  

где h - высота препятствия, t' - время падения от высоты h до земли.

Подставляем в уравнение:

3 = (1/2) * 9.81 * t'²,  
3 = 4.905 * t'².

Решаем это уравнение:

t'² = 3 / 4.905 ≈ 0.610,  
t' ≈ √0.610 ≈ 0.781 с.

Теперь общее время полета камня составит:

T = t + t' = 1.009 + 0.781 ≈ 1.790 с.

Теперь мы можем найти общее расстояние, которое камень пролетит по горизонтали за это время:

l = v * T = 9.91 * 1.790 ≈ 17.72 м.

Наконец, расстояние от препятствия до места падения камня:

l2 = l - l1 = 17.72 - 10 = 7.72 м.

ответ:  
Расстояние от препятствия до места падения камня на землю составляет примерно 7.72 метра.
от