Какое горизонтальное расстояние пролетит второй осколок снаряда, если он разорвался на две равные части, одна из которых после разрыва движется вертикально вниз со скоростью 150 м/с, а начальная скорость снаряда составляла 200 м/с и разрыв произошел на высоте 500 м?

Физика 11 класс Законы сохранения импульса и движение тел в условиях разрыва горизонтальное расстояние снаряд осколок разрыв скорость физика 11 класс Движение высота кинематика задачи по физике Новый

Для решения задачи, давайте разберем все шаги по порядку.

Шаг 1: Определим параметры движения осколка, который движется вертикально вниз.

• Скорость осколка после разрыва: 150 м/с (вертикально вниз).
• Высота разрыва: 500 м.

Шаг 2: Найдем время, за которое осколок упадет на землю.

Для этого воспользуемся формулой движения с постоянным ускорением. Учитываем, что начальная скорость вертикального движения равна 150 м/с, а ускорение свободного падения g = 9.8 м/с².

Используем уравнение движения:

h = v0 * t + (1/2) * g * t²

Где:

• h - высота (500 м),
• v0 - начальная скорость (150 м/с),
• g - ускорение свободного падения (9.8 м/с²),
• t - время падения.

Подставляем значения:

500 = 150 * t + (1/2) * 9.8 * t²

Это уравнение можно решить относительно t. Перепишем его в стандартном виде:

4.9t² + 150t - 500 = 0

Шаг 3: Решим квадратное уравнение.

Используем формулу дискриминанта:

D = b² - 4ac, где a = 4.9, b = 150, c = -500.

Подставляем значения:

D = (150)² - 4 * 4.9 * (-500) = 22500 + 9800 = 32300.

Теперь находим корни уравнения:

t = (-b ± √D) / (2a) = (-150 ± √32300) / (2 * 4.9).

Находим √32300 ≈ 179.8.

Теперь подставим это значение:

t1 = (-150 + 179.8) / 9.8 ≈ 3.0 с (положительное значение).

t2 = (-150 - 179.8) / 9.8 (отрицательное значение, не имеет физического смысла).

Шаг 4: Определим горизонтальное расстояние, пройденное вторым осколком.

Теперь нам нужно найти, сколько времени второй осколок будет двигаться горизонтально. Поскольку разрыв произошел на высоте 500 м, и второй осколок двигался горизонтально со скоростью, равной начальной скорости снаряда (200 м/с), то:

Расстояние = скорость * время.

Горизонтальное расстояние = 200 м/с * 3.0 с = 600 м.

Ответ:

Горизонтальное расстояние, пройденное вторым осколком, составляет 600 метров.