Вопрос задан 05.01.2025 в 21:42. Предмет Физика. Спрашивает Мисик Юля.

Упругий шар падает вертикально на наклонную плоскость со скоростью 5 м/с. На каком расстоянии шар второй раз ударится об эту плоскость? Угол наклона плоскости к горизонту равен 30°.
Пожалуйста помогите!!!!!

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Соколова Катя.

Рассмотрим задачу детально.

Дано:

  • Скорость падения шара v=5м/сv = 5 \, \text{м/с} вертикально вниз.
  • Угол наклона плоскости к горизонту α=30\alpha = 30^\circ.
  • Мы предполагаем, что шар абсолютно упругий, то есть его скорость сохраняется после столкновения, и направление скорости меняется зеркально относительно плоскости (угол падения равен углу отражения).

Нужно найти расстояние LL, на котором шар во второй раз ударится об наклонную плоскость.

Решение:

  1. Разложим начальную скорость на компоненты.

    Поскольку шар падает вертикально, его начальная горизонтальная скорость vx=0v_x = 0, а вертикальная скорость vy=5м/сv_y = 5 \, \text{м/с}.

  2. Первое столкновение с плоскостью.

    После первого удара отскок будет происходить симметрично относительно наклонной плоскости. Это означает, что угол отражения будет равен углу падения. Чтобы учесть это, разложим скорость после удара относительно наклонной плоскости:

    • Перпендикулярная к плоскости составляющая (она изменит знак, так как удар упругий): v=vsinα=5sin30=50,5=2,5м/сv_\perp = v \cdot \sin \alpha = 5 \cdot \sin 30^\circ = 5 \cdot 0{,}5 = 2{,}5 \, \text{м/с}.
    • Параллельная плоскости составляющая (она не изменится): v=vcosα=5cos30=5324,33м/сv_\parallel = v \cdot \cos \alpha = 5 \cdot \cos 30^\circ = 5 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 4{,}33 \, \text{м/с}.

    После отскока скорость шара по направлению, перпендикулярному плоскости, будет v=2,5м/с-v_\perp = -2{,}5 \, \text{м/с}, а параллельная составляющая v=4,33м/сv_\parallel = 4{,}33 \, \text{м/с} останется неизменной.

  3. Путь между первым и вторым ударами.

    Теперь шар летит под углом к наклонной плоскости, и его скорость можно снова разложить на вертикальную и горизонтальную составляющие, чтобы определить время до следующего столкновения и расстояние по наклонной плоскости.

    • Вертикальная составляющая: vy=vsinα+vcosα=4,33sin30+(2,5)cos304,330,52,5322,1652,1650v_y = v_\parallel \cdot \sin \alpha + v_\perp \cdot \cos \alpha = 4{,}33 \cdot \sin 30^\circ + (-2{,}5) \cdot \cos 30^\circ \approx 4{,}33 \cdot 0{,}5 - 2{,}5 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 2{,}165 - 2{,}165 \approx 0.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос