Задача очень простая, на умение записывать уравнения движения тел в соответствующих осях. Рисунок для решения мы приводим справа, для его увеличения нажмите на него.
Запишем уравнения движения тела по оси y:
y=v0sinα⋅t—gt22 Заменяя в уравнении y на данное h, получим квадратное уравнения, которое необходимо решить для нахождения времени полета. Неудивительно, что уравнение имеет 2 корня, поскольку на данной высоте тело за все время полета будет находиться 2 раза, что видно из рисунка.
1.
Дано:
a = 0,05 м/с^2 - ускорение, с которым движется поезд;
v = 10 м/с - скорость поезда через некоторый промежуток времени t.
Требуется определить промежуток времени t (секунда), а также расстояние, которое пройдет поезд за это время.
По условию задачи, поезд начинает движение от станции, то есть, его начальная скорость равна нулю.
Тогда, время, за которое поезд достигнет скорости v, будет равно:
t = v / a = 10 / 0,05 = 200 секунд.
За это время поезд пройдет расстояние, равное:
S = a * t^2 / 2 = 0,05 * 200^2 / 2 = 0,05 * 40000 / 2 = 1000 метров.
ответ: поезд достигнет скорости 10 м/с за 200 секунд, и пройдет за это время 1000 метров.
Запишем уравнения движения тела по оси y:
y=v0sinα⋅t—gt22
Заменяя в уравнении y на данное h, получим квадратное уравнения, которое необходимо решить для нахождения времени полета. Неудивительно, что уравнение имеет 2 корня, поскольку на данной высоте тело за все время полета будет находиться 2 раза, что видно из рисунка.
h=v0sinα⋅t—gt22
gt2—2v0sinα⋅t+2h=0
Найдем дискриминант:
D=4v20sin2α—8gh
Проверять положительность дискриминанта не будем, поскольку решение задачи быть должно, значит он априори неотрицателен.
Тогда корни квадратного уравнения равны:
t=2v0sinα±4v20sin2α—8gh−−−−−−−−−−−−√2g
Мы получили ответ в общем виде. Теперь подставим все известные величины в СИ:
t=2⋅10⋅sin30∘±4⋅102⋅sin230∘—8⋅10⋅1,05−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−√2⋅10
Получаем два корня:
[t=0,7сt=0,3с