Задачи › Вертикальное движение, свободное падение

Мяч

  1. Мяч

    Эстонская 2012/13, заключительный этап, 9-11 кл. · №25963

    С помощью компьютерной программы Роман проанализировал звуки, возникающие при отскоках мяча от пола, и получил график, изображённый на рисунке (крупнее — на дополнительном листе) и показывающий форму звукового сигнала. Известно, что после третьего отскока мяч поднялся над землёй ровно на 1 метр. Найдите максимальную высоту мяча после первого отскока. (6 б.)

    Рисунок
    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Высота подъёма пропорциональна квадрату времени подъёма, а время подъёма пропорционально расстоянию между соседними всплесками на графике.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(h_1\approx1{,}7\) м.

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    \(h\propto t^2\), где \(h\) — высота максимального подъёма, а \(t\) — время, затраченное на подъём до этой высоты.

    Пусть \(t_i\) — время, которое потребовалось мячу после \(i\)-го отскока на подъём до максимальной высоты. Так как каждый пик на графике обозначает один отскок, то можно измерить по графику расстояние \(d_3\) между началами 3-го и 4-го отскоков, причём \(t_3=kd_3\) (где \(k\) — некоторый коэффициент пропорциональности), и расстояние \(d_1\) между началами 1-го и 2-го отскоков, причём \(t_1=kd_1\). Значит, \(\dfrac{t_1}{t_3}=\dfrac{d_1}{d_3}\), откуда \[h_1=h_3\Bigl(\frac{t_1}{t_3}\Bigr)^2=h_3\Bigl(\frac{d_1}{d_3}\Bigr)^2\approx1{,}7\ \text{м}.\]

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

Похожие задачи