На какой угол был брошен шарик с модулем скорости 12,6 м/с, чтобы определить, во сколько раз модуль импульса шарика
На какой угол был брошен шарик с модулем скорости 12,6 м/с, чтобы определить, во сколько раз модуль импульса шарика при броске больше модуля импульса шарика в верхней точке траектории? Ответ округлите до трех десятичных знаков.
26.11.2023 19:33
Пояснение:
Для решения данной задачи, нам необходимо определить угол броска шарика, при котором модуль импульса шарика при броске будет больше модуля импульса шарика в верхней точке траектории.
В начальный момент времени, импульс шарика равен произведению его массы на его начальную скорость. Используя закон сохранения импульса, мы можем сравнить импульс шарика при броске с импульсом шарика в верхней точке траектории.
Предположим, что угол броска шарика равен θ (где θ - угол в радианах). Тогда горизонтальная составляющая его начальной скорости равна V₀х = V₀ * cos(θ), а вертикальная составляющая равна V₀у = V₀ * sin(θ), где V₀ - модуль начальной скорости шарика.
Определим момент времени, когда шарик достигает верхней точки траектории. Вертикальная скорость шарика равна нулю в этот момент времени.
Используя формулу для вертикальной скорости Vу = V₀у - g * t, где g - ускорение свободного падения (округляем до 9,8 м/с²) и t - время, мы можем найти t.
t = V₀у / g
Далее, можно найти время полета шарика до достижения верхней точки траектории:
T = 2 * t
Затем, можно выразить Vу для верхней точки траектории, используя формулу Vу = V₀у - g * T/2.
Теперь мы можем сравнить модули импульса шарика при броске и в верхней точке траектории:
Импульс при броске: P₀ = m * V₀
Импульс в верхней точке: P = m * Vу
Отношение модулей импульса: P₀/P = V₀/(V₀у - g * T/2)
Подставив значения V₀, V₀у и T из ранее найденных выражений, мы можем рассчитать отношение модулей импульса шарика при броске и в верхней точке траектории.