Задачи › Баллистика: бросок под углом

Брызги из-под колёс гоночных машин

  1. Брызги из-под колёс гоночных машин

    МОШ 2016/17, 10 кл.
    6/10

    Два 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
    Подсказка

    Перейдите 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

    \(r = \dfrac{v^2}{g} \approx 177\text{ м}\).

    Решение

    В 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 \(r = \dfrac{v^2}{g} \approx 177\text{ м}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи