Тело было брошено вверх под углом 30° к горизонту с начальной скоростью 50 м/с. Как можно определить следующие параметры:

1. Скорость тела на высоте 20 м от поверхности земли?
2. Скорость на максимальной высоте подъёма?
3. Скорость в момент удара о землю?

Пожалуйста, предоставь развёрнутый ответ, включая формулы и изображение ситуации.

Физика 11 класс Движение тел в поле силы тяжести физика 11 класс тело брошено вверх угол 30 градусов начальная скорость 50 м/с скорость на высоте 20 м максимальная высота подъёма скорость при ударе о землю Новый

Для решения задачи о движении тела, брошенного под углом к горизонту, мы воспользуемся законами кинематики и основными уравнениями движения в вертикальном и горизонтальном направлениях. Рассмотрим каждый из запрашиваемых параметров по порядку.

1. Скорость тела на высоте 20 м от поверхности земли

Сначала найдем вертикальную и горизонтальную составляющие начальной скорости:

• V0x = V0 * cos(α) = 50 * cos(30°) = 50 * √3/2 ≈ 43.3 м/с
• V0y = V0 * sin(α) = 50 * sin(30°) = 50 * 1/2 = 25 м/с

Теперь мы можем использовать уравнение движения для вертикальной составляющей, чтобы найти скорость на высоте 20 м. Уравнение для вертикального движения:

V^2 = V0y^2 - 2g(h - h0)

где:

• V - конечная скорость вертикальной составляющей
• V0y - начальная вертикальная скорость (25 м/с)
• g - ускорение свободного падения (≈ 9.81 м/с²)
• h - высота (20 м)
• h0 - начальная высота (0 м)

Подставим значения:

V^2 = 25^2 - 2 * 9.81 * (20 - 0)

V^2 = 625 - 392.4

V^2 = 232.6

V = √232.6 ≈ 15.25 м/с

Теперь найдем полную скорость на высоте 20 м, используя теорему Пифагора:

V = √(Vx^2 + Vy^2) = √(43.3^2 + 15.25^2) ≈ √(1877.69 + 232.56) ≈ √2110.25 ≈ 45.97 м/с

2. Скорость на максимальной высоте подъема

На максимальной высоте вертикальная скорость равна нулю (Vy = 0). Мы можем найти горизонтальную скорость, которая остается постоянной:

Vx = V0x = 43.3 м/с

Следовательно, полная скорость на максимальной высоте:

V = √(Vx^2 + Vy^2) = √(43.3^2 + 0^2) = 43.3 м/с

3. Скорость в момент удара о землю

Для нахождения скорости в момент удара о землю используем закон сохранения энергии или уравнения движения. Мы можем использовать уравнение для вертикального движения:

V^2 = V0y^2 + 2gh

где h - максимальная высота, которую мы можем найти из уравнения:

h = (V0y^2) / (2g) = (25^2) / (2 * 9.81) ≈ 31.9 м

Таким образом, полная высота, с которой падает тело, будет равна 31.9 м. Теперь подставим значение h = 31.9 м:

V^2 = 0 + 2 * 9.81 * 31.9

V^2 = 625.38

V = √625.38 ≈ 25 м/с

Теперь находим полную скорость перед ударом:

V = √(Vx^2 + Vy^2) = √(43.3^2 + 25^2) = √(1877.69 + 625) = √2502.69 ≈ 50 м/с

Таким образом, мы получили следующие результаты:

• Скорость на высоте 20 м: ≈ 45.97 м/с
• Скорость на максимальной высоте: 43.3 м/с
• Скорость в момент удара о землю: ≈ 50 м/с