Тема . №26 Механика (Расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)

.02 Кинематика криволинейное движение. (Не формат ЕГЭ)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №26 механика (расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#17529

Из точки, находящейся над землёй, одновременно бросили два тела: одно вертикально вверх с начальной скоростью v0 = 10 м/с,  второе — горизонтально с начальной скоростью 2v0.  Найти расстояние между телами в тот момент, когда первое тело поднялось на максимальную высоту над поверхностью земли. Второе тело в этот момент времени ещё не успело упасть на землю.

Источники: Росатом - 2012, 11

Показать ответ и решение

PIC

I способ
Перейдем в систему отсчета, связанную со вторым телом(тело, которое бросили горизонтально). Запишем уравнения для скорости при относительном движении:

⃗v1 = v⃗отн + ⃗v2,

где v1  - скорость первого тела относительно неподвижной системы отсчёта(Земли), v2  - скорость второго тела относительно неподвижной системы отсчёта(т.н. скорость подвижной системы отсчёта), v
 отн  - скорость первого тела относительно подвижной системы отсчёта(второго тела).
Запишем как выражаются скорости тел в проекции на оси:

v1x = vотн.x + v2x,

v1y = vотн.y + v2y.

Запишем выражения для каждой скорости: v1y = v0 − gt  , v2y = − gt  , v1x = 0  , v2x = 2v0  .
Тогда

vотн.x = − 2v0,

v    = v .
 отн.y   0

Найдем время движения первого тела до полной остановки. Конечная скорость первого тела должна быть равна 0

               v0
0 = v0 − gt ⇒ t = g .

Теперь найдем расстояние по вертикали

S  = v t = v20 = v20.
 y    0    g   g

А расстояние по горизонтали равно

            v2
Sx = 2v0t = 2 0g-.

Тогда расстояние между телами по теореме Пифагора

   ∘ -------      2       2
L =  S2 + S2= √5-v0 = √5 10-≈ 22,4 м.
      1    2      g      10

II способ
Рассмотрим как движутся тела по отдельности. Введем декартову систему отсчёта. Первое тело будет двигаться равнозамедленно с ускорением g  вверх с начальной скоростью v0  . Найдем время, за которое первое тело достигнет максимальной высоты(то есть, тело должно иметь нулевую скорость)

               v0
0 = v0 − gt ⇒ t = g .

Найдем отрезок

          gt2   v02
S1y = v0t− 2 =  2g .

Рассмотрим второе тело. В данной системе координат оно будет двигаться горизонтально с постоянной скоростью     2v0  и равноускоренно вниз с ускорением g  и за время t  пройдет расстояние

              2
S2x = 2v0t = 2v0,
             g

      gt2-  v20
S2y = 2  = 2g.

По теореме Пифагора

    ∘ ----------------  √ - 2  √ -  2
L =   (S1y + S2y)2 +S22x =   5v0=   510- ≈ 22,4 м.
                           g       10
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае - формулы кинематики равномерного и равноускоренного движения);

II) описаны вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых

в условии задачи, и стандартных обозначений величин,

используемых при написании физических законов);

III) проведены необходимые математические преобразования

и расчёты (подстановка числовых данных в конечную формулу),

приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение

«по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

фиизческой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

фиизческие законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И(ИЛИ)

В решении имеются лишние записы, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения и не

зачёркнуты

И(ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и(или) в математических преобразованиях/

вычислениях пропущены логически важные шаги.

И(ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе

в записи единиц измерений величины)

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

данной задачи, без каких-либо преобразований с их

использованием, направленных на решение задачи.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе

решения), но присутствуют логически верные преобразования

с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной

задачи (или в утверждения, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования

с имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

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!