Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
K_resheniyu_zadach_Chast_3.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
998.24 Кб
Скачать

3.2.14. Как движется тело, брошенное под углом α к горизонту с высоты h?

 

 

Тело, брошено под углом α к горизонту с высоты h со скоростью 

Проекции начальной скорости на оси:

 

 

Проекции ускорения:

 

 

Проекции скорости в произвольный момент времени t:

 

 

Модуль скорости в произвольный момент времени t:

 

 

Координаты тела в произвольный момент времени t:

 

 

Время полета до наивысшей точки   определяется из условия 

 

 

Скорость в наивысшей точке полета 

 

 

Максимальная высота H определяется при подстановке в закон изменения координаты y времени 

 

 

Все время полета   находится из условия   получаем уравнение:

 

 

Это квадратное уравнение, которое имеет два решения, но в данной задаче тело может оказаться в координате   только один раз. Поэтому среди полученных решений нужно одно «убрать». Главный критерий отсева — время полета не может быть отрицательным:

 

 

Если подставим в закон изменения координаты x время   то получим дальность полета L:

 

 

Скорость в момент падения 

 

 

Угол, который образует вектор скорости с горизонталью в произвольный момент времени:

 

 

Угол падения:

 

3.2.15. Как движется тело, брошенное под углом α к горизонту земли?

 

 

Тело, брошено под углом α к горизонту с поверхности земли со скоростью 

Проекции начальной скорости на оси:

 

 

Проекции ускорения:

 

 

Проекции скорости в произвольный момент времени t:

 

 

Модуль скорости в произвольный момент времени t:

 

 

Координаты тела в произвольный момент времени t:

 

 

Время полета до наивысшей точки   определяется из условия 

 

 

Скорость в наивысшей точке полета 

 

 

Максимальная высота H определяется при подстановке в закон изменения координаты y времени 

 

 

Все время полета   находится из условия   получаем уравнение:

 

 

Получаем

 

 

Снова получили, что   то есть еще раз показали, что время подъема равно времени падения.

Если подставим в закон изменения координаты x время  то получим дальность полета L:

 

 

Скорость в момент падения 

 

 

Угол, который образует вектор скорости с горизонталью в произвольный момент времени:

 

 

Угол падения:

 

 

то есть 

3.2.16. Что такое настильная и навесная траектории?

Решим следующую задачу: под каким углом нужно бросить тело с поверхности земли, чтобы тело упало на расстоянии L от точки броска?

Дальность полета определяется формулой:

 

 

Отсюда

 

 

Из физических соображений ясно, что угол α не может быть больше 90°, поэтому, из серии решений уравнения   подходят два корня:

 

 

 

Траектория движения, для которой   называется настильной траекторией. Траектория движения, для которой   называется навесной траекторией.

 

3.2.17. Как пользоваться треугольником скоростей?

Как было сказано в 3.6.1 треугольник скоростей в каждой задаче будет иметь свой вид. Рассмотрим на конкретном примере.

Тело бросили с вершины башни со скорость   так, что дальность полета максимальна. К моменту падения на землю скорость тела равна   Сколько длился полет?

 

 

Построим треугольник скоростей (см. рис.). Проведем в ней высоту, которая, очевидно, равна   Тогда площадь треугольника скоростей равна:

 

 

Здесь мы воспользовались формулой (3.121).

Найдем площадь этого же треугольника по другой формуле:

 

 

Так как это площади одного и того же треугольника, то приравняем формулы   и  :

 

Откуда получаем

 

 

Как видно из формул для конечной скорости, полученных в предыдущих пунктах, конечная скорость не зависит от угла, под которым бросили тело, а зависит только значения начальной скорости и начальной высоты. Поэтому дальность полета по формуле   зависит только от угла между начальной и конечной скоростью β. Тогда дальность полета L будет максимальной, если  примет максимально возможное значение, то есть

 

 

Таким образом, если дальность полета максимальна, то треугольник скоростей будет прямоугольным, следовательно, выполняется теорема Пифагора:

 

 

Откуда получаем

 

 

Свойством треугольника скоростей, который только что был доказан, можно пользоваться при решении других задач: треугольник скоростей является прямоугольным в задаче на максимальную дальность полета.

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]