Брызги из-под колёс гоночных машин
6/10Два гоночных автомобиля с открытыми (без крыльев) колёсами едут друг за другом по мокрому прямолинейному горизонтальному шоссе со скоростью \(v = 150\text{ км/ч}\). При каком минимальном расстоянии \(r\) между ними брызги из-под колёс переднего автомобиля не будут попадать на лобовое стекло заднего? Размерами автомобилей по сравнению с расстоянием между ними пренебречь. Ускорение свободного падения принять равным \(g = 9{,}8\text{ м/с}^2\). Сопротивление воздуха не учитывать.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПерейдите в систему отсчёта автомобилей: в ней капли вылетают из-под колёс с одной и той же скоростью под разными углами. Какова наибольшая дальность полёта тела, брошенного с заданной скоростью?
Ответ\(r = \dfrac{v^2}{g} \approx 177\text{ м}\).
РешениеВ системе отсчёта, связанной с автомобилями, искомое расстояние равно наибольшей дальности полёта капель, вылетающих из-под задних колёс со скоростями \(v\) под всевозможными углами \(\alpha\). Поскольку время полёта (подъёма и спуска) капли \(\tau = \dfrac{2v\sin\alpha}{g}\), дальность полёта \[l = v\tau\cos\alpha = \frac{v^2\sin 2\alpha}{g}.\] Она максимальна, очевидно, при \(\sin 2\alpha = 1\), так что \(r = \dfrac{v^2}{g} \approx 177\text{ м}\).
Похожие задачи
- Бросок под углом: скорость ⊥ начальной МОШ 2010/11, 9 кл.
- Бросок под углом 45 градусов МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Мяч и камень в полёте МОШ 2014/15, 9 кл.
- Угол броска по графику скорости МОШ 2016/17, 11 кл.
- Камень со скалы под углом МОШ 2017/18, 9 кл.
- Камень на неизвестной планете МОШ 2019/20, 9 кл.