1. тело брошено под углом к горизонту с некоторой начальной скоростью. определите эту скорость v0 и угол бросания , если известна высота h максимального подъёма тела и расстояние l от точки бросания до точки падения на землю.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для решения задачи воспользуемся стандартными уравнениями кинематики для движения тела, брошенного под углом αalpha к горизонту с начальной скоростью v0v sub 0. Примем ускорение свободного падения равным gg. 1. Основные формулы Высота максимального подъема hh определяется по формуле: h=v02sin2α2gh equals the fraction with numerator v sub 0 squared sine squared alpha and denominator 2 g end-fraction Дальность полета ll (при условии, что точка бросания и точка падения находятся на одном уровне) определяется формулой: l=v02sin(2α)g=2v02sinαcosαgl equals the fraction with numerator v sub 0 squared sine open paren 2 alpha close paren and denominator g end-fraction equals the fraction with numerator 2 v sub 0 squared sine alpha cosine alpha and denominator g end-fraction 2. Нахождение угла бросания αalpha Чтобы найти угол, разделим выражение для высоты hh на выражение для дальности ll: hl=v02sin2α2g2v02sinαcosαgh over l end-fraction equals the fraction with numerator the fraction with numerator v sub 0 squared sine squared alpha and denominator 2 g end-fraction and denominator the fraction with numerator 2 v sub 0 squared sine alpha cosine alpha and denominator g end-fraction end-fraction После сокращения v02v sub 0 squared и gg получаем: hl=sin2α22sinαcosαh over l end-fraction equals the fraction with numerator sine squared alpha and denominator 2 center dot 2 sine alpha cosine alpha end-fraction hl=sinα4cosα=14tanαh over l end-fraction equals the fraction with numerator sine alpha and denominator 4 cosine alpha end-fraction equals one-fourth tangent alpha Отсюда выражаем тангенс угла: tanα=4hltangent alpha equals 4 h over l end-fraction Следовательно, искомый угол бросания: α=arctan(4hl)alpha equals arc tangent open paren 4 h over l end-fraction close paren 3. Нахождение начальной скорости v0v sub 0 Для нахождения скорости воспользуемся формулой высоты: v02=2ghsin2αv sub 0 squared equals the fraction with numerator 2 g h and denominator sine squared alpha end-fraction v0=2ghsinαv sub 0 equals the fraction with numerator the square root of 2 g h end-root and denominator sine alpha end-fraction Чтобы выразить sinαsine alpha через известные hh и ll, воспользуемся тригонометрическим тождеством sinα=tanα1+tan2αsine alpha equals the fraction with numerator tangent alpha and denominator the square root of 1 plus tangent squared alpha end-root end-fraction . Подставив tanα=4hltangent alpha equals 4 h over l end-fraction : sinα=4h/l1+(4h/l)2=4hl2+16h2sine alpha equals the fraction with numerator 4 h / l and denominator the square root of 1 plus open paren 4 h / l close paren squared end-root end-fraction equals the fraction with numerator 4 h and denominator the square root of l squared plus 16 h squared end-root end-fraction Подставляем это значение в формулу для v0v sub 0: v0=2ghl2+16h24hv sub 0 equals the square root of 2 g h end-root center dot the fraction with numerator the square root of l squared plus 16 h squared end-root and denominator 4 h end-fraction v0=2gh(l2+16h2)16h2v sub 0 equals the square root of the fraction with numerator 2 g h of open paren l squared plus 16 h squared close paren and denominator 16 h squared end-fraction end-root v0=g(l2+16h2)8hv sub 0 equals the square root of the fraction with numerator g of open paren l squared plus 16 h squared close paren and denominator 8 h end-fraction end-root Итоговый ответ:

  • Угол бросания: α=arctan(4hl)alpha equals arc tangent open paren 4 h over l end-fraction close paren Начальная скорость: v0=g(l2+16h2)8hv sub 0 equals the square root of the fraction with numerator g of open paren l squared plus 16 h squared close paren and denominator 8 h end-fraction end-root

Я могу также рассчитать численные значения этих величин, если вы предоставите конкретные данные для высоты hh и дальности ll.

Форма ответа

Ваш аватар