Аэростат равномерно поднимается вертикально вверх со скоростью 4 м/с. К нему на верёвке подвешан

Ответы на вопрос

Отвечает Цой Каролина.

Для решения этой задачи нужно учитывать два этапа: движение груза после того, как верёвка обрывается, и его падение на землю.

1. Определим скорость и высоту груза в момент обрыва верёвки.

Когда верёвка обрывается на высоте 217 м, аэростат, который поднимается с постоянной скоростью 4 м/с, находится на этой высоте. Поэтому, в момент обрыва верёвки, груз имеет вертикальную скорость 4 м/с вверх, поскольку он висит на верёвке, которая движется с аэростатом.

2. Рассмотрим движение груза после обрыва верёвки.

После того как верёвка обрывается, груз будет двигаться вверх некоторое время, затем замедлится, остановится и начнёт падать вниз под действием силы тяжести.

Начальная скорость груза $v_0 = 4 \, \text{м/с}$ (вверх).
Ускорение свободного падения $g = 10 \, \text{м/с}^2$ (вниз).

Груз будет двигаться вверх до тех пор, пока его скорость не станет равной нулю. Используем формулу для времени, которое нужно, чтобы скорость груза стала равной нулю:

v = v_0 - g t

где $v = 0$ — конечная скорость (когда груз перестанет двигаться вверх), $v_0 = 4 \, \text{м/с}$ — начальная скорость, $g = 10 \, \text{м/с}^2$ — ускорение.

Решим уравнение:

0 = 4 - 10 t

t = \frac{4}{10} = 0,4 \, \text{с}

То есть, через 0,4 секунды груз остановится и начнёт падать вниз.

3. Определим высоту, на которой груз остановится.

Теперь найдем, на какой высоте окажется груз, когда он перестанет двигаться вверх. Для этого используем формулу для пути при равномерно замедленном движении:

h = v_0 t - \frac{1}{2} g t^2

Подставляем значения:

h = 4 \times 0,4 - \frac{1}{2} \times 10 \times (0,4)^2

h = 1,6 - 0,8 = 0,8 \, \text{м}

То есть, на высоте 217 м + 0,8 м = 217,8 м груз остановится.

4. Падение груза на землю.

Теперь груз начнёт падать с высоты 217,8 м. Для расчёта времени падения используем формулу для свободного падения:

h = \frac{1}{2} g t^2

Решаем относительно времени $t$ :

t^2 = \frac{2h}{g} = \frac{2 \times 217,8}{10} = 43,56

t = \sqrt{43,56} \approx 6,6 \, \text{с}

5. Общее время падения.

Общее время, которое груз проведёт в воздухе, это сумма времени, затраченного на движение вверх, и времени, которое он потратит на падение:

t_{\text{общ}} = 0,4 + 6,6 = 7 \, \text{секунд}

Ответ: груз упадёт на землю через 7 секунд.

Ответы на вопрос

1. Определим скорость и высоту груза в момент обрыва верёвки.

2. Рассмотрим движение груза после обрыва верёвки.

3. Определим высоту, на которой груз остановится.

4. Падение груза на землю.

5. Общее время падения.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика