Задачи › Баллистика: бросок под углом

Мячи в верхней точке

  1. Мячи в верхней точке

    «Гранит науки» 2023/24, 9 кл.
    5/10

    Группа 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
    Подсказка

    В 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.

    Решение

    Проекции 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 \[v_{02} = \frac{\sin\alpha_1}{\sin\alpha_2}\,v_{01} = \frac{\sin 30^\circ}{\sin 45^\circ}\cdot 20 = 10\sqrt{2} \approx 14{,}14~\text{м/с}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи