Тело брошено горизонтально с высоты 10 м с начальной скоростью 20м/с определите конечную скорость

Для того чтобы определить конечную скорость тела, брошенного горизонтально с высоты 10 м с начальной скоростью 20 м/с, необходимо учесть два компонента его движения: горизонтальный и вертикальный.

1. Горизонтальная скорость

Горизонтальная скорость тела остаётся постоянной, так как на движение в горизонтальном направлении не влияет сила тяжести (игнорируем сопротивление воздуха). Исходная горизонтальная скорость $v_{x0}$ равна 20 м/с, и она не изменяется в процессе падения.

2. Вертикальная скорость

Вертикальная скорость тела изменяется под воздействием силы тяжести. Мы можем рассчитать её, используя формулу для движения с постоянным ускорением:

Где:

• $v_{y0} = 0 \, \text{м/с}$ (начальная вертикальная скорость, так как тело брошено горизонтально),
• $g = 9.8 \, \text{м/с}^2$ (ускорение свободного падения),
• $t$ — время падения, которое можно найти из уравнения для вертикального движения.

Чтобы найти время падения $t$, воспользуемся уравнением для перемещения по вертикали:

Где:

• $h = 10 \, \text{м}$ — высота, с которой тело было брошено.

Решая это уравнение для $t$, получаем:

Теперь, зная время падения, можем вычислить вертикальную скорость в момент падения:

3. Общая скорость

Конечная скорость тела будет являться векторной суммой горизонтальной и вертикальной составляющих. Так как горизонтальная и вертикальная скорости независимы друг от друга, то для нахождения общей конечной скорости используем теорему Пифагора:

Подставляем значения:

Ответ:

Конечная скорость тела при падении составляет примерно 24.4 м/с.