В течение 20 секунд ракета поднимается с постоянным ускорением 8 м/с², после чего двигатели ракеты выключаются. На какой максимальной высоте побывала ракета?
Физика 11 класс Динамика и кинематика движения ракета максимальная высота ускорение физика 11 класс Движение кинематика задачи по физике свободное падение
Для решения задачи нам нужно рассмотреть два этапа движения ракеты: подъем с ускорением и движение под действием силы тяжести после выключения двигателей.
Этап 1: Подъем с постоянным ускорениемНа первом этапе ракета поднимается с постоянным ускорением 8 м/с² в течение 20 секунд. Мы можем использовать формулу для определения высоты, пройденной телом с постоянным ускорением:
h1 = v0 * t + (a * t²) / 2
Подставим известные значения:
h1 = 0 * 20 + (8 * 20²) / 2
Теперь рассчитываем:
20² = 400
h1 = (8 * 400) / 2
h1 = 3200 / 2 = 1600 м
Этап 2: Движение под действием силы тяжестиПосле выключения двигателей ракета будет двигаться вверх, пока не достигнет максимальной высоты, после чего начнет падать. На этом этапе ракета будет двигаться с начальной скоростью, равной скорости, которую она приобрела в конце первого этапа.
Для нахождения этой скорости используем формулу:
v = v0 + a * t
Подставляем значения:
v = 0 + 8 * 20 = 160 м/с
Теперь, когда ракета выключила двигатели, она будет двигаться вверх с этой скоростью, пока не остановится. Для этого используем формулу:
h2 = (v²) / (2 * g)
Подставляем значения:
h2 = (160²) / (2 * 9.8)
Теперь считаем:
160² = 25600
h2 = 25600 / 19.6 ≈ 1306.12 м
Общая высотаТеперь найдем максимальную высоту, на которую поднялась ракета, сложив высоты обоих этапов:
H = h1 + h2
H = 1600 + 1306.12 ≈ 2906.12 м
Ответ: Максимальная высота, на которую поднялась ракета, составляет примерно 2906.12 метров.