Тема . Механика. Кинематика

.04 Относительность движения

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. кинематика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#25154

Снежки A  и B  , отстоящие друг от друга по горизонтали на s  и по вертикали на 3s  , бросают одновременно со скоростями v1 = 5 м/ с  под углом α  (cos α = 4∕5  ) к горизонту вверх и v2   вертикально вниз (см. рисунок). Через некоторое время снежки столкнулись. Найти v
 2   .
(«Физтех», 2009)

PIC

Показать ответ и решение

PIC

I способ
Перейдем в систему отсчета, связанную со вторым телом. Если перейдем в систему отсчета, связанную со вторым снежком, то первому телу надо будет пройти 3S  по вертикали и S  по горизонтали. Тогда скорость первого тела, относительно второго равна

⃗vотн = ⃗v1 − ⃗v2

А относительное ускорение ⃗a отн = ⃗g − ⃗g = 0  .
При этом угол наклона относительной скорости таков, что его тангенс равен: tgβ = 3  (потому что по вертикали 3S  , а по горизонтали S  ). Тангенс можно расписать как

           v1sinα +  v2                              (    4   3 )
tgβ =  3 = ------------⇒  v2 = v1(3 cosα − sinα ) = 5  3 ⋅--− --  = 9 м/ с
             v1 cosα                                      5   5

II способ
Найдем sinα  через основное тригонометрическое тождество

                      ∘  -------
        √ -------2--         16-  3-
sinα =    1 − cos α =    1 − 25 = 5

Перейдем в систему отсчета, которая движется с ускорение g  вниз.
Рассмотрим движение снежка A  и снежка B  относительно горизонтальной оси x  этой системы и вертикальной y  .
Снежок A  :
По горизонтально оси он пролетит расстояние S  с постоянной скоростью

vx1 = v1 cosα

Это расстояние равно

S = vx1t = v1cos αt  (1)

По вертикальной оси он также будет двигаться без ускорения (с учетом нашей системы отсчета). И его скорость при этом равна

v  = v  sin α
 y1    1

Пусть он будет на расстоянии L  по вертикали от начала своего движения, с учетом формул кинематики имеем

L =  vy1t = v1 sin αt  (2)

Теперь рассмотрим снежок B  .
По горизонтальной оси он не будет двигаться, а по вертикальной будет двигаться с постоянной скоростью v2   и пройдет расстояние 3S − L  . С учетом формул кинематики

3S −  L = v2t  (3)

Выразим из (1) время движения снежков t  и объединим (2) и (3)

t = ---S----
    v1 cosα

      v1sinα--  --v2S---
3S −  v cos α = v  cosα
       1          1

Поделим на S  и выразим v2

                           (          )
v2 = v1(3 cosα − sinα ) = 5  3 ⋅ 4-− 3  = 9 м/ с
                                5   5
Ответ: 9

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!