Тема . Механика. Кинематика

.07 Равноускоренное движение. Векторный подход - Красота

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#26722

Из точки A, находящейся на вершине крутого обрыва на высоте h  над горизонтом, бросают небольшой предмет в точку B горизонтальной поверхности, находящуюся от обрыва на расстоянии l  . Чему равна минимальная скорость броска? Под каким углом к горизонту должен при этом быть совершен бросок? С какой скоростью предмет упадет на горизонтальную поверхность? Чему будет равен угол падения на горизонтальную поверхность?

Показать ответ и решение

PIC

На рисунке S  - перемещение. Видим, что

l = v0 cosαt, H  =  1gt2 − v0sinαt
                    2

Исключим из этих уравнение время, получим квадратное уравнение относительно tg α

-gl2  2           -gl2
2v2tg α − ltgα + 2v2 − H =  0

Анализ данного уравнение показывает, что при данном полете может реализовываться сразу несколько ситуация:
1) v0   слишком малое, чтобы долететь до точки В при любом из возможных углов;
2) При дискриминанте D  = 0  существует лишь один угол, при котором для заданной скорости   v0   возможно попадание в В;
3) Существует скорость v′
 0   > v
 0   , при которой так же возможно попадание в В.
Ясно, что для соблюдения условия задачи необходимо, чтобы дискриминант D  = 0  (эквивалентно   ∘
45 при горизонтальном полете), тогда

       √ --------
v20 = g(  H2 +  l2 − H )

А угол бросания выражается через тангенс как

                   ∘ ---------
tgα =  −b = v2min =   1 + (H-)2 − H-
       2a    gl            l     l

Если положить, что tg β  = H
-l  , то

       ∘  ---------                              2 π    β
tg α =    tg β2 + 1 − tgβ =  --1--−  sinβ- = -2sin-(4-−--2) = tg( π-− β-)
                            cosβ    cosβ    cos2 β−  sin2 β       4   2
                                                 2       2

Теперь определим угол падения. Сделаем это, исходя из закона сохранения энергии. Вначале у тела была как кинетическая, так и потенциальная энергия, а в конце вся она перешла в кинетическую, тогда квадрат конечной скорсти

       √ --------
v2 = g(  H2 +  l2 + H )
 1

Таким же образом, как и с углом бросания, используя тригонометрию, определим тангенс угла падения, из обратимости баллистики γ  :

             ∘ --------
       v21-     H2-       H--
tg γ =  gl =    l2 + 1 +  l

Не повторяя всех тригонометрических подсчетов, запишем

         π    β
tg γ = tg(--+  --)
          4   2
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Использованы формулы кинематики равноускоренного движения

2

Найдена минимальная скорость бруска

2

Найден угол броска

2

Найдена скорость при падении

2

Найден угол, под которым упадет тело

2

Максимальный балл

10

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!