Вопрос задан 05.03.2025 в 17:11. Предмет Физика. Спрашивает Проходский Влад.

При свободном падении с высоты h камень за последнюю секунду падения прошел путь 0,75 h. Найдите h и время падения камня. примите ускорение... свободного падения равным 10 м/с в квадрате, влияние воздуха на движение камня считайте пренебрежимо малым

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Мурахтанов Саша.

Для решения этой задачи можно воспользоваться формулами кинематики для движения с постоянным ускорением. У нас есть два неизвестных: высота падения hh и время падения tt. Мы также знаем, что ускорение свободного падения g=10м/с2g = 10 \, \text{м/с}^2, а путь, пройденный камнем за последнюю секунду падения, составляет 0.75h0.75 h.

Шаг 1. Формулы для свободного падения

Для тела, падающего с высоты hh под действием постоянного ускорения gg, используем стандартные формулы:

  1. Путь за время падения tt:

    h=12gt2h = \frac{1}{2} g t^2

    Эта формула дает высоту падения через время.

  2. Путь, пройденный за t1t-1 секунд (то есть за всё время до последней секунды):

    ht1=12g(t1)2h_{t-1} = \frac{1}{2} g (t - 1)^2
  3. Путь, пройденный за последнюю секунду (то есть с t1t-1 до tt):

    Δh=hht1=12gt212g(t1)2\Delta h = h - h_{t-1} = \frac{1}{2} g t^2 - \frac{1}{2} g (t - 1)^2

    Раскроем скобки и упростим выражение для пути за последнюю секунду:

    Δh=12g(t2(t1)2)\Delta h = \frac{1}{2} g \left(t^2 - (t - 1)^2\right) Δh=12g(t2(t22t+1))\Delta h = \frac{1}{2} g \left(t^2 - (t^2 - 2t + 1)\right) Δh=12g(2t1)\Delta h = \frac{1}{2} g (2t - 1)

Шаг 2. Условие задачи

Нам дано, что путь, пройденный за последнюю секунду, равен 0.75h0.75 h. То есть:

Δh=0.75h\Delta h = 0.75 h

Подставим выражение для Δh\Delta h:

12g(2t1)=0.75h\frac{1}{2} g (2t - 1) = 0.75 h

Так как h=12gt2h = \frac{1}{2} g t^2, подставим это в уравнение:

12g(2t1)=0.75×12gt2\frac{1}{2} g (2t - 1) = 0.75 \times \frac{1}{2} g t^2

Сокращаем на 12g\frac{1}{2} g (так как g0g \neq 0):

2t1=0.75t22t - 1 = 0.75 t^2

Шаг 3. Решение квадратного уравнения

Приводим уравнение к стандартному виду:

0.75t22t+1=00.75 t^2 - 2t + 1 = 0

Умножим обе части на 4, чтобы избавиться от десятичных коэффициентов:

3t28t+4=03 t^2 - 8 t + 4 = 0

Теперь решаем это квадратное уравнение с помощью дискриминанта. Дискриминант Δ\Delta для уравнения at2+bt+c=0at^2 + bt + c = 0 вычисляется по формуле:

Δ=b24ac\Delta = b^2 - 4ac

Для нашего уравнения a=3a = 3, b=8b = -8, c=4c = 4:

Δ=(8)24×3×4=6448=16\Delta = (-8)^2 - 4 \times 3 \times 4 = 64 - 48 = 16

Корни уравнения:

t=(8)±162×3=8±46t = \frac{-(-8) \pm \sqrt{16}}{2 \times 3} = \frac{8 \pm 4}{6}

Таким образом, два возможных значения для tt:

t1=8+46=2иt2=846=23t_1 = \frac{8 + 4}{6} = 2 \quad \text{и} \quad t_2 = \frac{8 - 4}{6} = \frac{2}{3}

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос