Домашние задания: Физика

Прошу помочь с одной из задач

Ныряльщик покидает конец трамплина высотой 4,0 м и ударяется о воду через 1,3 секунды, в 3,0 метрах от конца трамплина. Рассматривая ныряльщика как частицу, определите: а) его начальную скорость, б) максимальную достигнутую высоту и в) скорость, с которой он входит в воду.
x(t) = Vo*t*cosα
y(t) = yo + Vo*t*sinα - g*t^2/2
Vx(t) = Vo*cosα
Vy(t) = Vo*sinα - g*t
τ - время полёта.
Vo*τ*cosα = 3
4 + Vo*τ*sinα - g*τ^2/2 = 0
cosα = 3/1,3*Vo ==> sinα = Sqrt(1 - 3^2/1,3^2*Vo^2)
τ = (Vo*sinα +-Sqrt(Vo^2*(sinα)^2 + 8*g))/g
Подставляя вместо sinα его выражение, и обозначая Vo^2 - 3^2/1,3^2 = x получаем:
Sqrt(x) + Sqrt(x + 80) = 13
x + 80 = 169 - 26*Sqrt(x) + x
Sqrt(x) = 89/26, x = Vo^2 - 3^2/1,3^2 = 89^2/26^2
Vo = Sqrt(89^2/26^2 + 3^2/1,3^2) = 4,13 м/с
--------------------------------------------------------------
cosα = 3/1,3*Vo = 3/1,3*4,13 = 0,559 ==> sinα = 0,829
Максимальная высота достигается, когда Vy = 0 Во время t = Vo*sinα/g = 0,34 c
Hmax = 4 + 4,13*0,34*0,829 - 10*0,34^2/2 = 4,58 м.
--------------------------------------------------------------------------
Vx(τ) = 4,13*0,559 = 2,3 м/с.
Vy(τ) = 4,13*0,829 - 10*1,3 = - 9,6 м/с.
Скорость входа в воду
V = Sqrt(Vx(τ)^2 + Vy(v)^2) = Sqrt(2,3^2 + 9,6^2) = 9,87 м/с.
Эдуард Рева
Эдуард Рева
80 511
Лучший ответ
Вертикальная координата начальной точки равна h=4 м
То же, конечной точки равна -h
Если суммарное время t=1,3 c, то
-h=(v0*sina)*t - (gt^2)/2
v0*sina=(gt^2 -2h)/2t=(gt/2) -(h/t)
Если отстояние от трамплина до конечной точки s=3 м, то
s=(v0*cosa)*t
v0*cosa=s/t
(v0*sina)^2 + (v0*cosa)^2=v0^2
v0^2=(gt/2)^2 - gh + (h/t)^2=11,72
v0=3,42 м/с
cosa=s/(t*v0)=0,67
cosa^2=0,46
Если высота подъема прыгуна над трамплином равна h', то
(mv0^2)/2 = mgh' + [m(v0*cosa)^2]/2
v0^2=2gh' + (v0^2)*(cosa^2)
h'=[(v0^2)*(1-cosa^2)] / 2g=0,32 м
H=h+h'=3,32 м
Vконеч. =(Vx^2 + Vy^2)^1/2, где
Vx=v0*cosa
Vy=(2gH)^1/2
Vк=[(v0*cosa)^2 + 2gH]^1/2=8,46 м/с
Aleksej Lambel
Aleksej Lambel
5 312