Школы

Как узнать высоту, с которой свободно падает предмет массой 120 грамм? Приземлился за 15 секунд

Как вычислить высоту?
Кинематическое уравнение движения материальной точки любой массы для высоты, зависящей от времени: h(t)=H-gt²/2.
h(15)=H-g•225/2=0
H=112,5•g≈1104м
Это без учёта сопротивления воздуха.
Наталия Ковтун
Наталия Ковтун
66 572
Лучший ответ
Если имеется ввиду "идеальное" падение, без сопротивления воздуха, то все так, как говорит Ксения Райт. Но тут у вас все ж огромная высота, а значит, тело успеет разогнаться. Наверное, целесообразно говорить о сопротивлении воздуха. Возьмем уравнение движения (2-й закон Ньютона) для падения без сопротивления:
m y'' = - m g
И испортим его, добавив квадратичное по скорости сопртивление:
m y'' = - m g + k y^2
Если падение без начальной скорости с высота H, то решение уравнения:
y(t) = H - (m / k) ln(cosh[√(k g / m) t])
Вам известно время падения:
t = T
В этот момент времени тело должно упасть:
y = 0
Получаем высоту:
H = (m / k) ln(cosh[√(k g / m) T])
Или (если вы собрались считать руками), при малом влиянии сопротивления:
H ≈ (g / 2) T² (1 - [k g T² / (6 m)])
Формулка работает только при:
k g T² / (6 m) << 1
за то проще, чем логарифмы с гиперболлическими косинусами. Смотрите рисуночек, там зависимость высоты падения от коэффициента сопротивления при ваших параметрах задачи. Видно, что приближенным решение можно пользоваться примерно при:
k < 0.000025 (кг / м)

Похожие вопросы