Камень, брошенный вертикально вверх с поверхности Земли, два​жды проходил через точку на высоте Юме интервалом в 1 с. Найти время от начала движения камня до момента его падения на Землю. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2.
от

1 Ответ

дано:  
Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с².  
Интервал времени между двумя проходами через точку (t) = 1 с.

найти:  
Общее время движения камня до момента его падения на Землю (T).

решение:  
1. Когда камень проходит через одну и ту же высоту дважды, то это происходит в момент восхождения и в момент спуска. Время, затраченное на подъём к максимальной высоте, равно времени, затрачиваемому на спуск от максимальной высоты до той же высоты.

2. Обозначим время подъема до максимальной высоты как t_u и время спуска от максимальной высоты обратно до земли как t_d. Поскольку камень проходит через указанную высоту дважды с интервалом в 1 секунду, мы получаем:

t_d - t_u = 1 с.

3. Из закона сохранения энергии можно заметить, что время подъема равно времени спуска от максимальной высоты до уровня начала движения, так что:

t_u = t_d.

4. Подставим значение для t_d:
t_d = t_u + 1.

5. Соединим уравнения:
t_u = t_u + 1, что не имеет смысла. Это означает, что общая продолжительность полета T будет равна времени, затраченному на подъем и спуск, плюс время между проходами через точку.

6. Таким образом, общее время можно выразить как:
T = t_u + t_d = 2 * t_u.

7. Поскольку мы знаем, что разница между t_d и t_u равна 1 с, можем выразить t_u через t_u + 0.5:
t_u + 0.5 = t_u + 1, что приводит нас к значению:
t_u = 0.5 с.

8. Общее время T будет равно:
T = 2 * (t_u + 0.5) = 2 * 0.5 + 1 = 2 с.

ответ:  
Время от начала движения камня до момента его падения на Землю составляет 2 секунды.
от