За последнюю секунду свободного падения тело пролетело 35 м. Какова скорость тела в момент падения? Сколько времени длилось падение? Какова начальная высота тела?
от

1 Ответ

Дано:  
S = 35 м (расстояние, пройденное за последнюю секунду)  
g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения)

Найти:  
1. скорость тела в момент падения (V)  
2. время падения (t)  
3. начальная высота (h)

Решение:  
1. Используем формулу для расстояния, пройденного за n-ю секунду:

S_n = V_0 + (g / 2) * (2n - 1)

Где V_0 — начальная скорость в момент падения, а n — номер секунды. Так как это последняя секунда, подставим n = t. Таким образом, получаем:

S = V_0 + (g / 2) * (2t - 1)

Подставим известные значения:

35 = V_0 + (9.81 / 2) * (2t - 1)  
35 = V_0 + 4.905 * (2t - 1)  (1)

2. Также знаем, что за всё время падения тело прошло расстояние:

h = (1/2) * g * t^2

3. Из (1) выразим V_0:

V_0 = 35 - 4.905 * (2t - 1)  
V_0 = 35 - 9.81t + 4.905  
V_0 = 39.905 - 9.81t  (2)

4. Подставим (2) в формулу для высоты:

h = (1/2) * g * t^2  
h = (1/2) * 9.81 * t^2  
h = 4.905t^2  (3)

5. С другой стороны, высота также равна:

h = V_0 * t + (1/2) * g * t^2  
h = (39.905 - 9.81t) * t + 4.905t^2  
h = 39.905t - 9.81t^2 + 4.905t^2  
h = 39.905t - 4.905t^2  (4)

6. Сравняем (3) и (4):

4.905t^2 = 39.905t - 4.905t^2  
9.81t^2 = 39.905t  
9.81t^2 - 39.905t = 0  
t(9.81t - 39.905) = 0

Решения: t = 0 или t = 39.905 / 9.81  
t ≈ 4.06 с

7. Подставим t обратно в (3) для нахождения h:

h = 4.905 * (4.06)^2  
h ≈ 4.905 * 16.43  
h ≈ 80.68 м

8. Найдем скорость в момент падения:

V = V_0 + gt  
V = (39.905 - 9.81 * 4.06) + 9.81 * 4.06  
V = 39.905 м/с

Ответ:  
1. Скорость тела в момент падения составляет примерно 39.905 м/с.  
2. Время падения составляет примерно 4.06 с.  
3. Начальная высота тела составляет примерно 80.68 м.
от