Вопрос задан 03.02.2025 в 16:19. Предмет Физика. Спрашивает Tumanova Varvara.

С двух разных высот, равных соответственно20 и 30 м, вертикально вниз одновременно бросают два мяча, причем начальная скорость первого мяча равна 5 м/с.
С какой скоростью был брошен второй мяч, если они достигли земли одновременно?
Помогите срочно. Ответ примерно 11 м/с

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Ковалёв Виталий.

Давайте подробно разберем задачу.

Условие задачи:

  1. Два мяча брошены вертикально вниз:
    • Первый мяч: высота h1=20мh_1 = 20 \, \text{м}, начальная скорость v01=5м/сv_{01} = 5 \, \text{м/с}.
    • Второй мяч: высота h2=30мh_2 = 30 \, \text{м}, начальная скорость v02v_{02} (ее нужно найти).
  2. Оба мяча достигают земли одновременно.

Основные формулы:

Путь при равноускоренном движении определяется уравнением:

h=v0t+12gt2,h = v_0 t + \frac{1}{2} g t^2,

где:

  • hh — высота, с которой мяч падает,
  • v0v_0 — начальная скорость,
  • g=9.8м/с2g = 9.8 \, \text{м/с}^2 — ускорение свободного падения,
  • tt — время падения.

Для каждого мяча можно записать время падения tt, решив это уравнение относительно tt.


Для первого мяча:

Высота h1=20мh_1 = 20 \, \text{м}, начальная скорость v01=5м/сv_{01} = 5 \, \text{м/с}:

20=5t1+12gt12.20 = 5t_1 + \frac{1}{2} g t_1^2.

Упростим:

5t1+4.9t1220=0.5t_1 + 4.9t_1^2 - 20 = 0.

Решим квадратное уравнение:

4.9t12+5t120=0.4.9t_1^2 + 5t_1 - 20 = 0.

Дискриминант:

D=5244.9(20)=25+392=417.D = 5^2 - 4 \cdot 4.9 \cdot (-20) = 25 + 392 = 417.

Корень дискриминанта:

41720.4.\sqrt{417} \approx 20.4.

Корни уравнения:

t1=5±20.424.9.t_1 = \frac{-5 \pm 20.4}{2 \cdot 4.9}.

Берем положительный корень:

t1=5+20.49.8=15.49.81.57с.t_1 = \frac{-5 + 20.4}{9.8} = \frac{15.4}{9.8} \approx 1.57 \, \text{с}.

Итак, первый мяч достигает земли за t11.57сt_1 \approx 1.57 \, \text{с}.


Для второго мяча:

Высота h2=30мh_2 = 30 \, \text{м}, начальная скорость v02v_{02}. Время падения t2=t1=1.57сt_2 = t_1 = 1.57 \, \text{с}, так как оба мяча достигают земли одновременно.

Подставим в уравнение:

30=v021.57+12g(1.57)2.30 = v_{02} \cdot 1.57 + \frac{1}{2} g (1.57)^2.

Посчитаем второй член:

12g(1.57)2=129.82.4612.05.\frac{1}{2} g (1.57)^2 = \frac{1}{2} \cdot 9.8 \cdot 2.46 \approx 12.05.

Тогда:

30=1.57v02+12.05.30 = 1.57 v_{02} + 12.05.

Упростим:

1.57v02=3012.05=17.95.1.57 v_{02} = 30 - 12.05 = 17.95.

Найдем v02v_{02}:

v02=17.951.5711.43м/с.v_{02} = \frac{17.95}{1.57} \approx 11.43 \, \text{м/с}.

Ответ:

Начальная скорость второго мяча составляет примерно 11.4м/с11.4 \, \text{м/с}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос