Мячи в верхней точке
5/10Группа школьников играла в мяч в парке. Один из ребят бросил мяч по параболической траектории. В этот же момент его товарищ бросил второй мяч ему навстречу. Мячи столкнулись в верхней точке своих траекторий. Сидящая на ветке расположенного неподалёку дерева белка заметила, что расстояние \(L\) между ребятами было примерно \(27{,}32\) м. Также она заметила, что первый мяч был брошен под углом \(\alpha_1 = 30^\circ\) к горизонту с начальной скоростью \(v_{01} = 20\) м/с, а угол \(\alpha_2\) к горизонту, под которым был брошен второй мяч, в \(1{,}5\) раза больше угла \(\alpha_1\). Помогите белке посчитать начальную скорость второго мяча \(v_{02}\).
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаВ верхней точке вертикальная составляющая скорости равна нулю. Сравните максимальные высоты мячей: они одинаковы, так как мячи встречаются в верхних точках.
Ответ\(v_{02} = 10\sqrt{2} \approx 14{,}14\) м/с.
РешениеПроекции начальных скоростей: \(v_{01x} = v_{01}\cos\alpha_1\), \(v_{01y} = v_{01}\sin\alpha_1\), и аналогично для второго мяча. Время подъёма \(t_{y1} = \dfrac{v_{01}\sin\alpha_1}{g}\), \(t_{y2} = \dfrac{v_{02}\sin\alpha_2}{g}\). Максимальные высоты одинаковы: \[\frac{v_{01}^2\sin^2\alpha_1}{2g} = H = \frac{v_{02}^2\sin^2\alpha_2}{2g}.\] Так как \(\alpha_2 = 1{,}5\,\alpha_1 = 45^\circ\), получаем \[v_{02} = \frac{\sin\alpha_1}{\sin\alpha_2}\,v_{01} = \frac{\sin 30^\circ}{\sin 45^\circ}\cdot 20 = 10\sqrt{2} \approx 14{,}14~\text{м/с}.\]
Похожие задачи
- Мишень Санкт-Петербургская 2017/18, 9 кл.
- Два броска на одну дальность Росатом 2018/19, 9 кл.
- Два броска на одну дальность Росатом 2018/19, 10 кл.
- Два броска на одну дальность Росатом 2018/19, 11 кл.
- Бросок с балкона «Покори Воробьёвы горы!» 2018/19, 10–11 кл.
- Мяч, отбитый теннисистом Физтех 2019/20, 9 кл.