Выпущенная под углом стрела побывала на высоте 15 м дважды. Как решить?
Задача.
Выпущенная под углом к горизонту стрела побывала на высоте 15м дважды с интервалом 2с. Какова полная продолжительность полёта стрелы?
Ответы (2):
Формула высоты свободного падения тела достаточно простая h = (g * tкв.)/2
Если стрела побывала на высоте 15 метров дважды с интервалом в две секунды, это значит, то после этого она еще целую секунду (2 : 2) поднималась вверх до тех пор, пока не погасила скорость до нуля, а потом ту же секунду падала до прежней высоты.
Таким образом, легко найти высоту превышения, которая составляет h = (10 * 1)/2 = 5 м.
Таким образом, общая высота полета стрелы составляет 15 + 5 = 20 метров.
Полная продолжительность полетов складывается из двух равных временных промежутков - подъема и спуска (падения).
Рассчитаем, для простоты, время падения.
tкв. = 2h/g = (2 * 20)/10 = 4, отсюда t = 2 сек.
А полная продолжительность полета стрелы вдвое больше, то есть 2 * 2 = 4 секунды.
Ответ: полная продолжительность полета стрелы составляет 4 сек.
Пусть до высоты в 15 метров стрела поднималась время-t.
Тогда и опускалась с высоты 15 метров тоже время t.
Общее время полета стрелы:
2t+2.
Пусть угол равен х.
Начальная скорость v.
v*sinx=g(t+1)
15 метров=v*sinx*t-(gt^2)/2
=gt(t+1)-(gt^2)/2=
=(gt^2)/2 +gt
Имеем квадратное урааннние:
(g/2)*t^2+gt-15=0.
g принимаем равным 10.
D=g^2 +60g/2=~~400.
Корень из D равен 20.
Берём только положительное значение t, так как t>0.
t=(-g+20)/g=1 сек.
Время полета стрелы равно:
2t+2=2*1+2=4 сек. ( приблизительно, так как g приняли равным 10)