Пусть t0 - искомое время, h (t) - высота, на которой находится тело над поверхностью земли в момент времени t. Если пренебречь сопротивлением воздуха, то есть считать его равным нулю, то h(t)=h0+v0*t-g*t²/2, где h0 и v0 - высота, на которой находилось тело и его скорость в момент времени t=0. По условию, h0=1280 м, а v0=0 м/с, так как тело падало свободно, т. е. без начальной скорости. Так как на поверхности Земли h=0, то отсюда следует уравнение: 1280-g*t0²/2=0, откуда g*t0²/2=1280 и t0=√(`1280*2/g). Полагая ускорение свободного падения g≈10 м/с², находим t0≈√256=16 с.
Хорошая задача. Вертикальная составляющая силы F F1=F*sin(u), гда u - угол наклона силы тяги к горизонту. Горизонтальная F2=F*cos(u). Ускорение тела a=(F2-T)/m, где T - сила трения тела о поверхность, T=(m*g-F1)*k, k - коэффициент трения. Говорят, что тело движется равномерно при u=60°, это значит, что (m*g-F*sin(60°))*k=F*cos(60°) - отсюда можно найти k=F*cos(60°)./(m*g-F*sin(60°)=39.2*cos(60°)/(10*9.81-39.2*sin(60°))=0.3055. Если угол к горизонту составит 30°, ускорение a=(F*cos(30)-(m*g-F*sin(30))*k)/m= (39.2*0.866-(10*9.81-39.2*0.5)*0.3055)/10=1м/с^2
Чтобы найти угол при котором ускорение максимально, достаточно продифференцировать по углу формулу ускорения, и получим этот угол при равенстве нулю производной. A=(F*cos(u)-m*g*k+f*sin(u)*k)/m Можно умножить на константу m и и разделить на F Производная равна 0=- sin(u)+cos(u)*k, отсюда sin(u)=k*cos(u) или k=tg(u), отсюда u=arctg(k)=arctg(0.3055)=16.98°
Любопытно посмотреть на ускорение: a= a=(F*cos(16.98)-(m*g-F*sin(16.98))*k)/m= (39.2*0.9564-(10*9.81-39.2*0.292)*0.3055)/10=1.1м/с^2 Кстати, если продолжать наклонять направление тяги, ускорение будетпадать, и при горизонтальной тяге составит всего около 0.9м/с^2.
Я бы предложил напоследок задачку в продолжение – при каком угле наклона вниз тело уже не удастся стронуть с места?
ответ: ≈16 с.
Объяснение:
Пусть t0 - искомое время, h (t) - высота, на которой находится тело над поверхностью земли в момент времени t. Если пренебречь сопротивлением воздуха, то есть считать его равным нулю, то h(t)=h0+v0*t-g*t²/2, где h0 и v0 - высота, на которой находилось тело и его скорость в момент времени t=0. По условию, h0=1280 м, а v0=0 м/с, так как тело падало свободно, т. е. без начальной скорости. Так как на поверхности Земли h=0, то отсюда следует уравнение: 1280-g*t0²/2=0, откуда g*t0²/2=1280 и t0=√(`1280*2/g). Полагая ускорение свободного падения g≈10 м/с², находим t0≈√256=16 с.
Вертикальная составляющая силы F F1=F*sin(u), гда u - угол наклона силы тяги к горизонту. Горизонтальная F2=F*cos(u).
Ускорение тела a=(F2-T)/m, где T - сила трения тела о поверхность, T=(m*g-F1)*k, k - коэффициент трения.
Говорят, что тело движется равномерно при u=60°, это значит, что
(m*g-F*sin(60°))*k=F*cos(60°) - отсюда можно найти k=F*cos(60°)./(m*g-F*sin(60°)=39.2*cos(60°)/(10*9.81-39.2*sin(60°))=0.3055. Если угол к горизонту составит 30°, ускорение a=(F*cos(30)-(m*g-F*sin(30))*k)/m=
(39.2*0.866-(10*9.81-39.2*0.5)*0.3055)/10=1м/с^2
Чтобы найти угол при котором ускорение максимально, достаточно продифференцировать по углу формулу ускорения, и получим этот угол при равенстве нулю производной. A=(F*cos(u)-m*g*k+f*sin(u)*k)/m Можно умножить на константу m и и разделить на F Производная равна 0=- sin(u)+cos(u)*k, отсюда sin(u)=k*cos(u) или k=tg(u), отсюда u=arctg(k)=arctg(0.3055)=16.98°
Любопытно посмотреть на ускорение: a= a=(F*cos(16.98)-(m*g-F*sin(16.98))*k)/m=
(39.2*0.9564-(10*9.81-39.2*0.292)*0.3055)/10=1.1м/с^2
Кстати, если продолжать наклонять направление тяги, ускорение будетпадать, и при горизонтальной тяге составит всего около 0.9м/с^2.
Я бы предложил напоследок задачку в продолжение – при каком угле наклона вниз тело уже не удастся стронуть с места?