Задача по механике №259

В арке около одной из стен стоит мальчик и бросают мяч из точки А, находящийся на высоте h = 170 см  над землёй. Начальная скорость мяча v0 = 15 м/с.  Мяч вернулся в точку бросания спустя t = 3 с,  описав траекторию, показанную на рисунке. Чему равно расстояние D  между стенками арки? Все соударения мгновенные и абсолютно упругие, сопротивлением воздуха пренебречь, ускорение свободного падения g = 10 м/ с2.

PIC

Так как соударения абсолютно упругие, то траекторию можно перерисовать в виде параболы с ветвями вниз.

Из Закона сохранения энергии скорость тела в начальный момент времени

mv2-        mv20       ∘ -2------  2  = mgh +   2  ⇒ v =   v0 + 2gh

Рассмотрим оси Ox  и Oy  . По оси Oy  начальная скорость v0y  , при этом в высшей точки полета она будет равна нулю, а время подъема будет равно половине время полета, следовательно, из уравнений кинематики

         gt        gt 0 = v0y − --⇒  v0y = --          2         2

Начальная скорость тела будет равна

    ∘ -------- v =   v02x + v02y

Откуда начальная скорость по оси Ox

     ∘ ------- v0x =   v2 − v20y

А дальность полета (4D  ) находится по формуле

4D  = v0xt

Откуда D

     ∘ -------------2      ∘ ----------------------------------2----2- D = t  v20 +2gh − (gt)--= 3-с  225 м2/с2 + 2 ⋅10 м/с2 ⋅1,7 м− (10-м/с-⋅3-с)-≈ 4,3 м     4              4     4                                    4
Оцените статью
Я решу все!