Под каким углом к горизонту бросили камень с начальной скоростью 20 м/с, если он упал через 3 с на расстоянии 30 м от места бросания?
Ответы на вопрос
Для того чтобы найти угол, под которым был брошен камень, необходимо использовать формулы для движения с постоянным ускорением, а именно — уравнения для горизонтальной и вертикальной составляющих движения.
1. Анализ задачи
У нас есть начальная скорость , время полета , и горизонтальное расстояние (дальность) полета .
Движение камня можно разделить на горизонтальное и вертикальное.
2. Горизонтальное движение
Горизонтальная скорость остается постоянной, потому что на движение по горизонтали не действует ускорение (игнорируем сопротивление воздуха). Горизонтальное расстояние можно выразить через горизонтальную составляющую начальной скорости:
Где — горизонтальная составляющая начальной скорости. Так как — это скорость с углом , горизонтальная составляющая скорости .
Подставляем в уравнение:
Подставляем известные значения:
Решаем для :
Следовательно, угол :
3. Вертикальное движение
Для проверки можно использовать вертикальное движение. Вертикальная составляющая начальной скорости — это . Известно, что за время полета камень возвращается на землю, и его вертикальная скорость в момент падения равна нулю. Используем уравнение для вертикального движения:
Где — ускорение свободного падения. Поскольку камень возвращается на землю, :
Подставляем известные значения и :
После вычислений:
Видно, что решение уравнения подтверждает правильность угла .
Ответ
Камень был брошен под углом 60 градусов к горизонту.
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Физика
Последние заданные вопросы в категории Физика
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili

