Ciało o masie 5 kg znajduje sie na wysokosci 245 m i zostaje rzucione poziomo z predkoscia 20 m/s. Oblicz ile czasu ciało to bedzie spadac na ziemie oraz jaki bedzie zasieg tego rzutu? O ile zmieni sie pęd tego ciała?
basetla
Dane: m = 5 kg H = 245 m vo = 20 m/s g = 10 m/s^2 szukane ts = ? Z = ? dp = ?
Rozwiązanie: Czas, jaki upływa do momentu upadku (uderzenia o ziemię): t = V(2H/g) t = V(2*245/10) = V49 [s] t = 7 s
Zasięg rzutu poziomego (odległość przebyta w poziomie do momentu upadku): Z = vo*t Z = 20 * 7 Z = 140 m
Zmiana pędu tego ciała: dp = mv - mvo = m(v - vo) v = V[vo^2 + (gt)^2] = V[20^2 + (10*7)^2] = V689 [m/s] v = 26,2 m/s dp = 5(26,2 - 20) = 5 * 6,2 dp = 31 kg * m/s
a- przyspieszenie ciała, kąt alfa- kąt między prędkością początkową v_o a osią x (oś x skierowana w prawo, y do góry). Ponieważ ciało wyrzucona z wysokości 245 m (yo=245m) poziomo, to kąt alfa równa się 0:
Podstawiam t z x(t) do y(t):
Liczymy zasięg. Gdy ciało upadnie na ziemię to y=0. Wtedy x będzie maksymalne:
Czas spadku. Ponieważ w kierunku x ciało poruszało się ruchem jednostajnym z prędkością vo, to:
Teraz liczymy zmianę pędu. Na początku pęd miał wartość:
Liczymy prędkość na końcu, w kierunku x:
w kierunku y:
Zmiana pędu w kierunku x:
W kierunku y:
Ostateczna wartość zmiany pędu będzie równa:
dp będzie miało dwa rozwiązania:
Bierzemy drugie, ponieważ prędkość ciała jest skierowana do dołu w stronę ujemnych y:
m = 5 kg
H = 245 m
vo = 20 m/s
g = 10 m/s^2
szukane
ts = ?
Z = ?
dp = ?
Rozwiązanie:
Czas, jaki upływa do momentu upadku (uderzenia o ziemię):
t = V(2H/g)
t = V(2*245/10) = V49 [s]
t = 7 s
Zasięg rzutu poziomego (odległość przebyta w poziomie do momentu upadku):
Z = vo*t
Z = 20 * 7
Z = 140 m
Zmiana pędu tego ciała:
dp = mv - mvo = m(v - vo)
v = V[vo^2 + (gt)^2] = V[20^2 + (10*7)^2] = V689 [m/s]
v = 26,2 m/s
dp = 5(26,2 - 20) = 5 * 6,2
dp = 31 kg * m/s
a- przyspieszenie ciała, kąt alfa- kąt między prędkością początkową v_o a osią x (oś x skierowana w prawo, y do góry). Ponieważ ciało wyrzucona z wysokości 245 m (yo=245m) poziomo, to kąt alfa równa się 0:
Podstawiam t z x(t) do y(t):
Liczymy zasięg. Gdy ciało upadnie na ziemię to y=0. Wtedy x będzie maksymalne:
Czas spadku. Ponieważ w kierunku x ciało poruszało się ruchem jednostajnym z prędkością vo, to:
Teraz liczymy zmianę pędu. Na początku pęd miał wartość:
Liczymy prędkość na końcu, w kierunku x:
w kierunku y:
Zmiana pędu w kierunku x:
W kierunku y:
Ostateczna wartość zmiany pędu będzie równa:
dp będzie miało dwa rozwiązania:
Bierzemy drugie, ponieważ prędkość ciała jest skierowana do dołu w stronę ujemnych y: