-->
|
|
|
Ãëàâà 1. Êèíåìàòèêà òî÷êè è òâ¸ðäîãî òåëà § 14. Ïðèìåðû ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî òåìå «Äâèæåíèå ñ ïîñòîÿííûì óñêîðåíèåì ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿÏðè ðåøåíèè çàäà÷ ïî ýòîé òåìå íàäî èìåòü â âèäó, ÷òî ñâîáîäíîå ïàäåíèå — ÷àñòíûé ñëó÷àé äâèæåíèÿ òåëà ñ ïîñòîÿííûì óñêîðåíèåì. Åñëè òåëî áðîøåíî ïîä óãëîì ê ãîðèçîíòó, îòëè÷íûì îò 90°, òî äâèæåíèå ïðîèñõîäèò â ïëîñêîñòè, ïðè ýòîì íàäî ïîìíèòü, ÷òî â ãîðèçîíòàëüíîì íàïðàâëåíèè äâèæåíèå ðàâíîìåðíîå, òàê êàê ïðîåêöèÿ óñêîðåíèÿ íà ýòó îñü ðàâíà íóëþ.
Çàäà÷à 1. Ñ áàëêîíà èç òî÷êè Î áðîñèëè ìÿ÷ âåðòèêàëüíî ââåðõ ñî ñêîðîñòüþ υ0 = 9 ì/ñ. Îïðåäåëèòå ïîëîæåíèå ìÿ÷à îòíîñèòåëüíî òî÷êè Î è åãî ñêîðîñòü ñïóñòÿ âðåìÿ t1 = 2 ñ îò ìîìåíòà áðîñàíèÿ. Ñîïðîòèâëåíèå âîçäóõà íå ó÷èòûâàéòå. Ð å ø å í è å. Ïîñêîëüêó ñîïðîòèâëåíèå âîçäóõà íå ó÷èòûâàåòñÿ, òî äâèæåíèå ìÿ÷à ìîæíî ñ÷èòàòü ñâîáîäíûì ïàäåíèåì.  äàííîì ñëó÷àå âåêòîðû
Òàê êàê ó0 = 0, υ0y = υ0 è àó = -g, òî
×òîáû îïðåäåëèòü ìîäóëü è íàïðàâëåíèå âåêòîðà ñêîðîñòè
Îòðèöàòåëüíûé çíàê ïðîåêöèè ñêîðîñòè îçíà÷àåò, ÷òî â êîíöå âòîðîé ñåêóíäû ñêîðîñòü ìÿ÷à íàïðàâëåíà ïðîòèâîïîëîæíî ïîëîæèòåëüíîìó íàïðàâëåíèþ îñè Y, ò. å. âíèç. Çàäà÷à 2. Èç òî÷êè À áðîøåí ãîðèçîíòàëüíî øàðèê ñî ñêîðîñòüþ υ0 — 8 ì/ñ. Îïðåäåëèòå ïîëîæåíèå øàðèêà îòíîñèòåëüíî òî÷êè Î ÷åðåç t = 1,5 ñ îò íà÷àëà åãî äâèæåíèÿ. Òî÷êè À è Î íàõîäÿòñÿ íà îäíîé âåðòèêàëè íà ðàññòîÿíèè 5 ì äðóã îò äðóãà è òî÷êà Î íèæå òî÷êè À. Ñîïðîòèâëåíèåì âîçäóõà ìîæíî ïðåíåáðå÷ü.
Ð å ø å í è å. Âûáåðåì îñè êîîðäèíàò òàê, ÷òîáû âåêòîðû  ýòîì ñëó÷àå äâèæåíèå øàðèêà áóäåò îïèñûâàòüñÿ êèíåìàòè÷åñêèìè óðàâíåíèÿìè
Ïðè ñäåëàííîì âûáîðå íà÷àëà êîîðäèíàò è íàïðàâëåíèé îñåé ÎÕ è OY èìååì õ0 = 0, ó0 = |ÎÀ|, υ0x = υ0, υ0y = 0, àõ = Î, àó = -g. Ïîýòîìó õ = υ0t,
Çàäà÷à 3. Ôóòáîëèñò, íàõîäÿñü îò âîðîò íà ðàññòîÿíèè l, óäàðÿåò ïî ìÿ÷ó, è ìÿ÷ ëåòèò ñ íà÷àëüíîé ñêîðîñòüþ υ0 è ïðîëåòàåò ìèìî, åäâà êîñíóâøèñü âåðõíåé ïëàíêè âîðîò. Âûñîòà âîðîò h. Îïðåäåëèòå, ïîä êàêèì óãëîì íà÷àë ëåòåòü ìÿ÷, ïîñëå òîãî êàê ôóòáîëèñò óäàðèë ïî íåìó. Ð å ø å í è å. Âûáðàâ ñèñòåìó êîîðäèíàò òàê, êàê ïîêàçàíî íà ðèñóíêå 1.56, è íà÷àëî êîîðäèíàò â òî÷êå óäàðà ïî ìÿ÷ó, îòìåòèì, ÷òî êîîðäèíàòû ìÿ÷à â ìîìåíò êàñàíèÿ âåðõíåé ïëàíêè âîðîò áóäóò õ = l, ó = h. Çàïèøåì óðàâíåíèÿ äâèæåíèÿ ìÿ÷à âäîëü îñåé ÎÕ è OY: õ = (υ0cosα)t;
Âûðàçèâ èç ïåðâîãî óðàâíåíèÿ âðåìÿ è ïîäñòàâèâ åãî âî âòîðîå, ïîëó÷èì
Òîãäà ó âåðõíåé ïëàíêè âîðîò
Ðåøèâ åãî, íàéä¸ì Òîãäà çíà÷åíèÿ óãëà Îáà çíà÷åíèÿ èìåþò ñìûñë. Êðîìå ýòîãî, åñëè (g/υ20)(h + gl2/2υ20) = = 1/2, òî ìÿ÷ êàñàåòñÿ ïëàíêè â íàèâûñøåé òî÷êè òðàåêòîðèè. Íà ðèñóíêå 1.56 ïîêàçàíû òðè âîçìîæíûå òðàåêòîðèè ïîë¸òà ìÿ÷à. Çàäà÷è äëÿ ñàìîñòîÿòåëüíîãî ðåøåíèÿ1. Êàìåíü, óïàâ ñ îáðûâà, äîñòèã ïîâåðõíîñòè âîäû ÷åðåç 2 ñ. ×åìó ðàâíà âûñîòà îáðûâà? Îïðåäåëèòå ìîäóëü êîíå÷íîé ñêîðîñòè êàìíÿ. 2. Ëüäèíêà ïàäàåò ñ âûñîòû 4 ì. Îïðåäåëèòå âðåìÿ, çà êîòîðîå îíà ïðîëåòåëà ïîñëåäíèé ìåòð, à òàêæå ñðåäíþþ ñêîðîñòü å¸ äâèæåíèÿ. 3. Êàìåíü áðîøåí ãîðèçîíòàëüíî ñî ñêîðîñòüþ 20 ì/ñ ñ âûñîòû 10 ì îòíîñèòåëüíî çåìëè. Îïðåäåëèòå âðåìÿ ïîë¸òà, äàëüíîñòü ïîë¸òà è ñêîðîñòü êàìíÿ â ìîìåíò ïàäåíèÿ íà çåìëþ. 4. Ìÿ÷ áðîøåí ñ ïîâåðõíîñòè çåìëè ïîä óãëîì 45° ê ãîðèçîíòó ñî ñêîðîñòüþ 20 ì/ñ. Îïðåäåëèòå íàèáîëüøóþ âûñîòó ïîäú¸ìà, äàëüíîñòü ïîë¸òà, ñêîðîñòü â íàèâûñøåé òî÷êå òðàåêòîðèè, ñêîðîñòü è êîîðäèíàòû ìÿ÷à ÷åðåç 2 ñ ïîñëå íà÷àëà äâèæåíèÿ.
|
|
|