Вопрос задан 06.04.2025 в 14:43. Предмет Физика. Спрашивает Семушкин Владислав.

Тело брошено под углом 30 градусов к горизонту с начальной скоростью 40 м/с.Время,через которое тело поднимается на половину максимальной высоту,составляет?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Коробейникова Татьяна.

Для решения задачи, определим, как тело движется при броске под углом к горизонту.

Дано:

  • Угол броска: α=30\alpha = 30^\circ,
  • Начальная скорость: v0=40м/сv_0 = 40 \, \text{м/с},
  • Найти время, за которое тело поднимается на половину максимальной высоты (tt).

Шаг 1: Найдем максимальную высоту

Максимальная высота полета тела определяется как:

Hmax=(v0sinα)22g,H_{\text{max}} = \frac{(v_0 \sin \alpha)^2}{2g},

где:

  • v0v_0 — начальная скорость,
  • sinα\sin \alpha — синус угла броска,
  • g=9.8м/с2g = 9.8 \, \text{м/с}^2 — ускорение свободного падения.

Подставляем значения:

v0sinα=40sin30=400.5=20м/с,v_0 \sin \alpha = 40 \cdot \sin 30^\circ = 40 \cdot 0.5 = 20 \, \text{м/с}, Hmax=(20)229.8=40019.620.41м.H_{\text{max}} = \frac{(20)^2}{2 \cdot 9.8} = \frac{400}{19.6} \approx 20.41 \, \text{м}.

Шаг 2: Определим половину максимальной высоты

Половина максимальной высоты:

Hполовина=Hmax2=20.41210.21м.H_{\text{половина}} = \frac{H_{\text{max}}}{2} = \frac{20.41}{2} \approx 10.21 \, \text{м}.

Шаг 3: Запишем уравнение движения по вертикали

Уравнение высоты в зависимости от времени:

H(t)=v0sinαt12gt2.H(t) = v_0 \sin \alpha \cdot t - \frac{1}{2} g t^2.

Подставляем H(t)=HполовинаH(t) = H_{\text{половина}}:

10.21=20t4.9t2.10.21 = 20t - 4.9t^2.

Шаг 4: Решим квадратное уравнение

Перепишем уравнение в стандартной форме:

4.9t220t+10.21=0.4.9t^2 - 20t + 10.21 = 0.

Решим его с помощью дискриминанта:

D=b24ac=(20)244.910.21.D = b^2 - 4ac = (-20)^2 - 4 \cdot 4.9 \cdot 10.21. D=400200=200.D = 400 - 200 = 200.

Найдем корни:

t=b±D2a,t = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a}, t=20±20024.9.t = \frac{20 \pm \sqrt{200}}{2 \cdot 4.9}.

Рассчитаем 20014.14\sqrt{200} \approx 14.14:

t=20±14.149.8.t = \frac{20 \pm 14.14}{9.8}.

Получим два значения:

t1=2014.149.80.60с,t_1 = \frac{20 - 14.14}{9.8} \approx 0.60 \, \text{с}, t2=20+14.149.83.49с.t_2 = \frac{20 + 14.14}{9.8} \approx 3.49 \, \text{с}.

Шаг 5: Выберем время подъема

Тело поднимается на половину максимальной высоты на пути вверх, поэтому выбираем t10.60сt_1 \approx 0.60 \, \text{с}.


Ответ:

Время, через которое тело поднимается на половину максимальной высоты, составляет 0.60 секунды.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос