Два мячика, брошенные из окон
Из окна многоэтажки бросили небольшой мячик, сообщив ему горизонтальную начальную скорость. Из окна этажом ниже через время \(\tau\) произвели в том же направлении горизонтальный бросок другим небольшим мячиком. Мячики столкнулись в воздухе. Определите сумму времен нахождения мячиков в полете до столкновения, если окна находятся на одной вертикали на расстоянии \(h\) друг от друга. Ускорение свободного падения \(g\). Влиянием воздуха пренебречь.
▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаВертикальное движение мячиков не зависит от горизонтального. Запишите для каждого мячика путь по вертикали до точки встречи, учитывая, что нижний мячик брошен позже на \(\tau\), и вычтите одно уравнение из другого.
▶ОтветСкрыть: ответ
Ответ\(t_1+t_2=\dfrac{2h}{g\tau}\).
▶РешениеСкрыть: решение
РешениеПусть верхний мячик до столкновения летел время \(t_1\), нижний — время \(t_2\), а столкновение произошло на расстоянии \(x\) ниже нижнего окна. Нижний мячик брошен на время \(\tau\) позже, поэтому \(t_1-t_2=\tau\).
Верхний мячик за время \(t_1\) опустился на \(h+x\), а нижний за время \(t_2\) — на \(x\), и оба падают свободно: \(h+x=\dfrac{gt_1^2}{2}\), \(x=\dfrac{gt_2^2}{2}\). Вычитая, получим \(h=\dfrac{g}{2}(t_1^2-t_2^2)=\dfrac{g}{2}(t_1-t_2)(t_1+t_2)=\dfrac{g\tau}{2}(t_1+t_2)\). Отсюда \(t_1+t_2=\dfrac{2h}{g\tau}\).
Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.
Похожие задачи
- Частицы, вылетевшие горизонтально «Шаг в будущее» 2009/10, заключительный этап, 11 кл.
- Толкание ядра в Каире и Санкт-Петербурге Ведомственная 2010/11, заключительный этап, 11 кл.
- Толкание ядра в Каире и Санкт-Петербурге Ведомственная 2010/11, заключительный этап, 9 кл.
- Камень, брошенный под углом «Шаг в будущее» 2012/13, заключительный этап, 11 кл.
- Бросок под углом 45 градусов МОШ 2013/14, отборочный этап, 7-11 кл.
- Камень, брошенный с обрыва Ведомственная 2014/15, заключительный этап, 11 кл.