Задачи › Баллистика: бросок под углом

Снежок

  1. Снежок

    Эстонская 2020/21, заключительный этап, 9-11 кл. · №26055

    Ханнес сидит на дереве на высоте \(H=7{,}7\) м, и у него в руках снежок. Он замечает Ричарда, приближающегося прямо к нему со скоростью \(v=6{,}0\) км/ч, который находится на расстоянии \(l=7{,}0\) м от дерева, и решает бросить в него снежок. С какой скоростью он должен горизонтально бросить снежок, чтобы попасть Ричарду в голову, если рост Ричарда \(h=1{,}8\) м? Ускорение свободного падения \(g=9{,}8\) м/с\(^2\). (6 баллов)

    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    По вертикали снежок падает свободно на высоту \(H-h\) — отсюда время полёта. За это же время расстояние между Ханнесом и Ричардом должно закрыться с суммарной горизонтальной скоростью.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(w=l\sqrt{\dfrac{g}{2(H-h)}}-v\approx4{,}7\) м/с.

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    Снежок должен пролететь по вертикали с ускорением \(g\) путь \(H-h\), поэтому \[H-h=\frac{gt^2}{2},\] где \(t\) — время полёта снежка. Пусть \(w\) — начальная скорость снежка; тогда его горизонтальная скорость относительно приближающегося Ричарда равна \(v+w\). Должно выполняться равенство \[(v+w)t=l.\] Выражая \(t\) из первого равенства, а \(w\) из второго, находим \[w=l\sqrt{\frac{g}{2(H-h)}}-v\approx4{,}7\text{ м/с}.\]

    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