сборник задач по физике под редакцией Савченко. задание 1.3.30* звучит так

Сборник задач по физике под редакцией Савченко. задание 1.3.30* звучит так (буквально)

Снаряд вылетает из пушки со скоростью V под углом к горизонту.
Какое время снаряд приближается к пушке ?

осмотреть необходимо достаточно великие углы (около 90 градусов) и из всей траектории только ту часть когда падающий снаряд ПРИБЛИЖАЕТСЯ к пушке.

1.считаю что задачка прекрасная и обязана остаться на сайте решенной.
2.решить задачку не могу поэтому что я создатель вопроса )))

Задать свой вопрос
Людмила
Согласен. Не обижайтесь. Иные поступают проще.
Miroslava Slatvickaja
я пишу решения в ворде. там можно вставлять объект Microsoft Equation (редактор формул)
Женя Митянова
И не только.
Лупеткина Милана
у меня офис 2003 и при установке кабинета выбрал опцию выборочная установка и выбрал подходящий компонент
1 ответ
Если пренебречь противодействием воздуха и считать снаряд вещественной точкой, то задачка о движении снаряда, выпущенного из пушки под углом к горизонту с исходной скоростью v, сводится к знаменитой задачке о движении тела, брошенного под углом к горизонту.
Наложим на систему декартовы координаты, совместив их начало с пушкой и осмотрим снаряд как вещественную точку, участвующую сразу в 2-ух движениях - по оси х и оси y.
Тогда в некий момент медли t можно записать последующие уравнения для скорости точки:
\displaystyle v_x=v\cos\alpha \\ v_y=v\sin\alpha-gt
Уравнение перемещения точки по осям будет иметь вид
\displaystyle x=vt\cos\alpha \\ y=vt\sin\alpha-\fracgt^22
В хоть какой точке М квадрат расстояния r от начала координат до этой точки может быть найден по теореме Пифагора. Мы ищем квадрат, чтоб не заморачиваться извлечением квадратного корня, так как сама величина r нам не нужна.
\displaystyle L_M=r_M^2=x_M^2+y_M^2=(vt\cos\alpha)^2+\left(vt\sin\alpha-\fracgt^22\right)^2
Чтоб найти области убывания функции L(t), необходимо найти значения t при которых производная L'(t) будет отрицательной.
Упростим L(t), раскрыв скобки и используя главное тригонометрическое тождество, а потом найдем производную.
\displaystyle L(t)=t^2v^2-vt^3g\sin\alpha+\frac14g^2t^4 \\ \fracdLdt=2tv^2-3vt^2g\sin\alpha+g^2t^3=t(2v^2-3vtg\sin\alpha+g^2t^2)
Осталось решить неравенство \displaystyle 2v^2-3vtg\sin\alpha+g^2t^2\ \textless \ 0
Сначала определим точки, где левая часть обращается в ноль, а позже найдем необходимые интервалы. Получается квадратное уравнение условно t; его решение элементарно и приводить я его не буду.
Получаем два корня,которые можно записать одним выражением:
\displaystyle \fracv2g\left(3\sin\alpha\pm\sqrt1-9\cos^2 \alpha\right)
Отсюда мы получаем область допустимых значений sin() [22/3;1] - значение 1 берем из условия, что углы больше 90 не рассматриваются.
С неким приближением можно записать [70.53;90]
1-ый (наименьший) корень задает нам точку, начиная с которой расстояние  меж пушкой и снарядом начинает сокращаться.
t_1=\displaystyle \fracv2g\left(3\sin\alpha-\sqrt1-9\cos^2 \alpha\right)
Второй (больший) корень задает точку, после прохождения которой расстояние опять начинает возрастать.
t_2=\displaystyle \fracv2g\left(3\sin\alpha+\sqrt1-9\cos^2 \alpha\right)
Но для t нужно учитывать, что наши формулы осматривают процесс движения тела до бесконечности, а в действительности снаряд может падать ниже уровня пушки лишь разве что в овраг... Потому довольно ограничиться временем движения снаряда при достижении им горизонта пушки, т.е. у=0 в нашей системе координат.
Для этого обретаем решение уравнения у=0
\displaystyle vt\sin\alpha-\fracgt^22=0 \\ t\left(v\sin\alpha-\fracgt2\right)=0 \to t_1=0 \\ v\sin\alpha-\fracgt_22=0 \to t_2= \frac2v\sin\alphag
Банальное решение t=0 нас не интересует, а вот t - то, что нужно.
Конечно получаем решение
\displaystyle t \in \left[t_1;\min\left(t_2,\frac2v\sin\alphag\right)\right], \\amp;10;t_1=\fracv2g\left(3\sin\alpha-\sqrt1-9\cos^2 \alpha\right) \\ \\amp;10;t_2=\fracv2g\left(3\sin\alpha+\sqrt1-9\cos^2 \alpha\right) \\ \\amp;10;\alpha \in [70.53^\circ;90^\circ]
Если интересует продолжительность интервала времени, в который приближение происходит, она равна
\displaystyle \min\left(t_2,\frac2v\sin\alphag\right)\right]-t_1
Если минимум равен t, получаем решение
\displaystyle \fracv2g\left(3\sin\alpha+\sqrt1-9\cos^2 \alpha\right)- \fracv2g\left(3\sin\alpha-\sqrt1-9\cos^2 \alpha\right)= \\  \\ \fracvg\cdot\sqrt1-9\cos^2 \alpha, \ \alpha \in [70.53^\circ;90^\circ]
Aleksej Bazhilin
Время пройдет - вновь придется.
Алла
Сначала писали, что задачка не имеет смысла, непонятная. Все здесь ясно, только решение трудное. Спасибо!
Виталий
малыши не веруют что сходственные задачки со звездочкой можно решить в принципе. слава всевышнему что есть еще способные обосновать себе и иным оборотное. Спасибо ув. Еникей за такую попытку.
Валерий Водынин
Ваш ответ выглядит немножко не так как в задачнике, но является правильным !!!
Кристина Ковнякина
Нет предела совершенству...
, оставишь ответ?
Имя:*
E-Mail:


Добро пожаловать!

Для того чтобы стать полноценным пользователем нашего портала, вам необходимо пройти регистрацию.
Зарегистрироваться
Создайте собственную учетную запить!

Пройти регистрацию
Авторизоваться
Уже зарегистрированны? А ну-ка живо авторизуйтесь!

Войти на сайт