Теннисный мяч - расчет дальности полета
Физика

Какую дальность пролетел теннисный мяч до того, как упал на землю, после того как его ударили ракеткой под углом

Какую дальность пролетел теннисный мяч до того, как упал на землю, после того как его ударили ракеткой под углом 53° к горизонту с начальной скоростью 144 км/ч? Начальная точка полета мяча была расположена на поверхности земли. Пожалуйста, не учитывайте сопротивление воздуха. Ускорение свободного падения равно 10 м/с^2, sin 53° = 0,8, cos 53° = ?
Верные ответы (2):
  • Koko
    Koko
    63
    Показать ответ
    Теннисный мяч - расчет дальности полета

    Разъяснение: Чтобы решить эту задачу, мы можем разделить ее на две части: горизонтальное движение мяча и вертикальное движение мяча.

    1. Горизонтальное движение: Горизонтальная составляющая начальной скорости мяча не меняется во время полета, поскольку на него не действуют силы, влияющие на горизонтальное движение. Чтобы найти время полета мяча, мы можем использовать формулу: время = дистанция / скорость. Дистанция полета мяча в горизонтальном направлении будет равна длине полета.

    2. Вертикальное движение: Вертикальное движение мяча будет подчиняться закону свободного падения. Мы можем использовать формулу: дистанция = начальная скорость * время + 0,5 * ускорение * время^2, где начальная скорость и ускорение заданы.

    Теперь, зная формулы и данные, мы можем решить задачу:

    Пример:
    Найдем дальность полета теннисного мяча.

    Решение:
    1. Найдем время полета в горизонтальном направлении.
    Воспользуемся формулой: время = дистанция / скорость.
    Дистанция полета будет равна дальности, которую мы хотим найти.
    Скорость нам дана в километрах в час, но нам надо перевести ее в метры в секунду. Для этого нужно разделить скорость на 3,6.
    Получаем: время = дальность / (скорость / 3,6).

    2. Найдем время полета в вертикальном направлении.
    Используем формулу: дистанция = начальная скорость * время + 0,5 * ускорение * время^2.
    Начальная скорость и ускорение нам даны.
    Дистанцию в вертикальном направлении мы хотим найти.
    Время полета мы уже нашли в пункте 1.
    Получаем: дистанция = начальная скорость * время + 0,5 * ускорение * время^2.

    3. Сложим горизонтальную и вертикальную составляющие дальности полета мяча, чтобы найти общую дальность.

    Совет: Важно правильно обращаться с величинами, переводить их в нужные единицы измерения и оставаться последовательным при решении задач.

    Задание для закрепления: Если начальная скорость мяча была изменена до 180 км/ч, как изменится дальность полета мяча? Ответьте с учетом всех предоставленных данных, кроме скорости.
  • Шерхан
    Шерхан
    61
    Показать ответ
    Предмет вопроса: Расчет дальности полета теннисного мяча

    Разъяснение:
    Для решения данной задачи, мы можем использовать горизонтальный и вертикальный компоненты начальной скорости мяча и применить уравнение движения для определения дальности полета.

    Горизонтальная компонента начальной скорости определяется умножением начальной скорости на cos 53°:
    Vx = 144 км/ч * cos 53° = 144 км/ч * 0,6 = 86,4 км/ч.

    Вертикальная компонента начальной скорости определяется умножением начальной скорости на sin 53°:
    Vy = 144 км/ч * sin 53° = 144 км/ч * 0,8 = 115,2 км/ч.

    Чтобы найти дальность полета мяча, нам необходимо найти время полета. Используя вертикальную компоненту начальной скорости, мы можем применить уравнение свободного падения для определения времени полета:
    t = sqrt(2 * h / g),
    где h - высота полета мяча, g - ускорение свободного падения.

    Поскольку мяч возвращается на поверхность земли, высота полета равна нулю.

    t = sqrt(2 * 0 / 10) = 0 секунд.

    После того, как мы нашли время полета, мы можем вычислить дальность полета, используя горизонтальную компоненту начальной скорости:
    Дальность = Vx * t = 86,4 км/ч * 0 секунд = 0 км.

    Таким образом, теннисный мяч не пролетел никакую дальность и упал на землю сразу после удара ракеткой.

    Например:
    Задача: Какую дальность пролетел теннисный мяч, если его начальная скорость равна 100 км/ч, а угол между начальной скоростью и горизонтом равен 30 градусов?

    Совет:
    Чтобы лучше понять решение данной задачи, рекомендуется внимательно изучить уравнения движения и уравнение свободного падения.

    Практика:
    1. Какую дальность пролетит теннисный мяч, если его начальная скорость равна 60 км/ч, а угол между начальной скоростью и горизонтом равен 45 градусов? (ответ округлите до двух десятичных знаков)
Написать свой ответ: