На каком расстоянии от точки броска произойдёт первый удар шарика о наклонную плоскость, если наклонная плоскость имеет
На каком расстоянии от точки броска произойдёт первый удар шарика о наклонную плоскость, если наклонная плоскость имеет угол наклона 30 градусов, а шарик брошен со скоростью 2 метра в секунду? Ответ округлите до сотых метра. Учтите, что сопротивление воздуха пренебрежимо мало, а ускорение свободного падения равно 10 метров в секунду в квадрате.
13.12.2023 13:15
Инструкция:
Чтобы найти расстояние до точки первого удара шарика о наклонную плоскость, мы можем разбить движение на горизонтальную и вертикальную составляющие. Поскольку сопротивление воздуха пренебрежимо мало, мы можем пренебречь горизонтальной составляющей.
- Горизонтальная составляющая:
Поскольку горизонтальная скорость шарика не меняется, расстояние остается постоянным. Поэтому расстояние от точки броска до первого удара составляет 0 метров.
- Вертикальная составляющая:
Здесь мы можем использовать уравнение свободного падения: h = ut + (1/2)gt^2, где h - вертикальное расстояние, u - начальная вертикальная скорость, g - ускорение свободного падения (равное 10 м/с^2), t - время.
Мы знаем, что начальная вертикальная скорость равна 2 м/с, ускорение равно 10 м/с^2, а мы ищем расстояние h. Для нахождения времени t, мы можем использовать формулу скорости: v = u + gt, где v - конечная вертикальная скорость (равная 0 м/с).
Подставляя значения в уравнение скорости:
0 = 2 + 10t,
10t = -2,
t = -2/10 = -0.2 секунды.
Теперь, подставляя найденное значение времени в уравнение падения:
h = 2(-0.2) + (1/2)(10)(-0.2)^2,
h = -0.4 - 0.02,
h = -0.42 метра.
Таким образом, первый удар шарика о наклонную плоскость произойдет на расстоянии 0 метров по горизонтали и на расстоянии -0.42 метра по вертикали (вниз от точки броска).
Совет: Для лучшего понимания материала, рекомендуется изучить и отработать уравнения падения тела под углом, а также понятия горизонтальной и вертикальной компонент движения.
Практика:
Предположим, шарик брошен со скоростью 4 м/с под углом 45 градусов к горизонту. Найдите горизонтальное и вертикальное расстояния до точки первого удара шарика о наклонную плоскость с углом наклона 60 градусов. (Пренебрегите сопротивлением воздуха и возьмите ускорение свободного падения равным 10 м/с^2).