тело брошено под углом 30 градусов к горизонту со скоростью 30
Тело брошено под углом 30 градусов к горизонту со скоростью 30 мс каково будет уравнение линии движения движения тела
Задать свой вопрос1 ответ
Артемка Вологжанин
Первым делом заметим, что на тело на всём протяжении полёта действует единственное ускорение - g, направленное всегда вниз. Величину g примем по-школьному g = 10 м/с2. Иных ускорений нет, т.к. больше нет сил, не считая силы тяжести. Как следует, задачка сводится к разложению ускорения g на составляющие, для чего нужно как-то выяснить радиус кривизны линии движения в обозначенной точке.
Давай для начала выпишем скорости в проекциях:Vx = V * cos(a) = 30 * корень(3) / 2 = 15 * корень(3) = 25,98 м/с - горизонтальная скорость не меняется на всём протяжении полёта.
Vy = Vy0 - g*t = V * sin(a) - g*t = 30 * 0,5 - gt = 15 - 10*t м/с - вертикальная скорость изменяется в течение полёта.
Сейчас выпишем уравнение движения. Мне как-то привычнее использовать параметрическую форму, так проще.x = Vx * t = 25,98 * t y = Vy0 * t - g*t^2 / 2 = 15t - 5t^2 = (если угодно, то 5t*(3-t))По ходу, лицезреем, что тело упадёт на землю (то есть у обнулится) при t=3 c, как следует в интересующий нас момент медли t=1c тело ещё не долетело до высшей точки линии движения.
И тут мы прибываем на развилку. Если бы эта задача была задана у нас, то я не знаю как обретать радиус кривизны, мы этого ещё не проходили. Потому запилил бы программку, которая посчитала бы мне две касательные к траектории в точках чуток-чуть левее и чуток-чуть правее t=1c, к примеру, с дельтой 0,001 с, посчитал бы их нормали, нашёл точку пересечения нормалей, и так вызнал бы радиус кривизны. Но мы с тобой пойдём иным маршрутом - влево, поэтому что есть чувство, что задача из углублёнки, как следует можно применить грязный хак из математики. Хак содержится в том, что существует алгебраическая формула для кривизны в точке. Назовём этот параметр буковкой К. Формула такая:
К = x' * y'' - y' * x'' / [ (x')^2 + (y')^2 ] ^ (3/2).
Тут присутствуют 1-ая и 2-ая производные. Что ж, выпишем их:
x = 25,98 * tx' = 25,98x'' = 0
y = 15t - 5t^2y' = 15 - 10ty'' = -10
Подставим значения этих производных при t=1 в волшебную формулу, и получается так:К = 25,98 * (-10) - (-5) * 0 / [ 25,98^2 + (-5)^2 ] ^ 1,5 = 0,0140285 1/м
Лучше проверь вычисления за мной, с калькулятором я не очень дружу. Если всё правильно, то радиус кривизны R = 1 / K.
R = 1 / 0,0140285 = 71,28346 м
Самое коварное позади. Для определения центростремительного (видимо, это у тебя имеется в виду под словом "обычное") ускорения нам необходимо выяснить скорость в точке t=1 с. Нет ничего проще, уравнения скорости у нас имеются.Vx = 25,98 м/сVy = 15 - 10 = 5 м/сV = корень ( Vx^2 + Vy^2 ) = 26,4575 м/с
а_норм = V^2 / R = 26,4575 ^ 2 / 71,28346 = 9,82 м/с2
Осталось заключительное движение: определить а_танг как векторную разницу меж g и только что отысканным а_норм. Используем то событие, что нормальное и тангенциальное ускорения имеют меж собой прямой угол, как следует
а_танг = корень( g^2 - а_норм^2) = корень(100 - 9,82^2) = 1,89 м/с2
Давай для начала выпишем скорости в проекциях:Vx = V * cos(a) = 30 * корень(3) / 2 = 15 * корень(3) = 25,98 м/с - горизонтальная скорость не меняется на всём протяжении полёта.
Vy = Vy0 - g*t = V * sin(a) - g*t = 30 * 0,5 - gt = 15 - 10*t м/с - вертикальная скорость изменяется в течение полёта.
Сейчас выпишем уравнение движения. Мне как-то привычнее использовать параметрическую форму, так проще.x = Vx * t = 25,98 * t y = Vy0 * t - g*t^2 / 2 = 15t - 5t^2 = (если угодно, то 5t*(3-t))По ходу, лицезреем, что тело упадёт на землю (то есть у обнулится) при t=3 c, как следует в интересующий нас момент медли t=1c тело ещё не долетело до высшей точки линии движения.
И тут мы прибываем на развилку. Если бы эта задача была задана у нас, то я не знаю как обретать радиус кривизны, мы этого ещё не проходили. Потому запилил бы программку, которая посчитала бы мне две касательные к траектории в точках чуток-чуть левее и чуток-чуть правее t=1c, к примеру, с дельтой 0,001 с, посчитал бы их нормали, нашёл точку пересечения нормалей, и так вызнал бы радиус кривизны. Но мы с тобой пойдём иным маршрутом - влево, поэтому что есть чувство, что задача из углублёнки, как следует можно применить грязный хак из математики. Хак содержится в том, что существует алгебраическая формула для кривизны в точке. Назовём этот параметр буковкой К. Формула такая:
К = x' * y'' - y' * x'' / [ (x')^2 + (y')^2 ] ^ (3/2).
Тут присутствуют 1-ая и 2-ая производные. Что ж, выпишем их:
x = 25,98 * tx' = 25,98x'' = 0
y = 15t - 5t^2y' = 15 - 10ty'' = -10
Подставим значения этих производных при t=1 в волшебную формулу, и получается так:К = 25,98 * (-10) - (-5) * 0 / [ 25,98^2 + (-5)^2 ] ^ 1,5 = 0,0140285 1/м
Лучше проверь вычисления за мной, с калькулятором я не очень дружу. Если всё правильно, то радиус кривизны R = 1 / K.
R = 1 / 0,0140285 = 71,28346 м
Самое коварное позади. Для определения центростремительного (видимо, это у тебя имеется в виду под словом "обычное") ускорения нам необходимо выяснить скорость в точке t=1 с. Нет ничего проще, уравнения скорости у нас имеются.Vx = 25,98 м/сVy = 15 - 10 = 5 м/сV = корень ( Vx^2 + Vy^2 ) = 26,4575 м/с
а_норм = V^2 / R = 26,4575 ^ 2 / 71,28346 = 9,82 м/с2
Осталось заключительное движение: определить а_танг как векторную разницу меж g и только что отысканным а_норм. Используем то событие, что нормальное и тангенциальное ускорения имеют меж собой прямой угол, как следует
а_танг = корень( g^2 - а_норм^2) = корень(100 - 9,82^2) = 1,89 м/с2
, оставишь ответ?
Похожие вопросы
-
Вопросы ответы
Новое
NEW
Статьи
Информатика
Статьи
Последние вопросы
Игорь 14 лет назад был на 8 лет моложе, чем его
Математика.
Два тела массами m1 и m2 находящие на расстоянии R друг
Физика.
В сосуде 4целых одна пятая литр воды что бы заполнить сосуд
Математика.
Двум малярам Диме И Олегу поручили выкрасить фасад дома они разделили
Разные вопросы.
найти порядковый номер 41Э если в ядре 20 нейтронов
Разные вопросы.
в ряду натуральных чисел 3, 8, 10, 24, … 18 одно
Математика.
Предприятие по производству с/хоз продукции на производство затратило 3527000 руб Валовый
Разные вопросы.
Математика, задано на каникулы. ВАРИАНТ 1004
НОМЕР 1,2,3,4,5,6,7,8.
Математика.
Имеются три конденсатора емкостью С1=1мкФ, С2=2мкФ и С3=3мкФ. Какую наименьшую емкость
Физика.
Из точки м выходят 3 луча MP MN и MK причём
Геометрия.
Облако тегов