За какое время тело, которое было брошено с высоты 8 метров и имело начальную скорость 3 метра в секунду, достигнет земли?
Физика10 классКинематикавремя паденияТеловысота 8 метровначальная скорость 3 м/сфизикасвободное падениеуравнение движениярасчет временикинематикагравитация
Чтобы решить эту задачу, мы воспользуемся уравнением движения для свободно падающего тела с учетом начальной скорости. Давайте разберем шаги решения.
Шаг 1: Определим данныеУравнение движения для тела, брошенного вниз с начальной скоростью, выглядит следующим образом:
h = v0 * t + (1/2) * g * t^2
где h — высота, v0 — начальная скорость, g — ускорение свободного падения, t — время в пути.
Шаг 3: Подставим известные значенияПодставим известные величины в уравнение:
8 = 3t + (1/2) * 9.81 * t^2
Это уравнение можно упростить:
8 = 3t + 4.905t^2
Шаг 4: Приведем уравнение к стандартному видуПерепишем уравнение:
4.905t^2 + 3t - 8 = 0
Теперь мы имеем квадратное уравнение, которое можно решить с помощью формулы дискриминанта.
Шаг 5: Найдем дискриминантДискриминант (D) вычисляется по формуле:
D = b^2 - 4ac
где a = 4.905, b = 3, c = -8.
Подставим значения:
D = (3)^2 - 4 * 4.905 * (-8)
D = 9 + 156.48 = 165.48
Шаг 6: Найдем корни уравненияТеперь используем формулу для нахождения корней:
t = (-b ± √D) / (2a)
Подставим значения:
t = (-3 ± √165.48) / (2 * 4.905)
Теперь вычислим корень:
√165.48 ≈ 12.85
Теперь подставим это значение:
t1 = (-3 + 12.85) / 9.81 ≈ 0.99 секунды
t2 = (-3 - 12.85) / 9.81 (это значение будет отрицательным и не имеет физического смысла).
Шаг 7: ОтветТаким образом, время, за которое тело достигнет земли, составляет примерно 0.99 секунды.