1502 м
Объяснение:
Поскольку сопротивлением воздуха можно пренебречь, на тело действует только сила тяжести.
Рассмотрим вертикальный и горизонтальный полет отдельно.
Вертикальное движение мяча является равноускоренным с ускорением g.
Горизонтальное движение является равномерным.
Начальная вертикальная скорость:
Начальная горизонтальная скорость:
Полет заканчивается, когда мяч падает на землю.
Найдем время полета:
Получаем обычное квадратное уравнение. Решая его, при условии что получаем
За это время горизонтально мяч пролетит
ответ: Х(t) = А*cos (ωt+φo) - уравнение гармонических колебаний,
где А - амплитуда, ω - циклическая частота, φo - начальная фаза.
ω = 2π/Т, где Т - период колебаний.
При t=0 X(0)=A*cos(φo) = 20 см = 0,2 метра - по условию задачи.
Ускорение - это вторая производная смещения Х по времени,
Х' = - A*ω*sin(ωt+φo), X'' = - A*ω^2 * cos(ωt+φo), откуда видно, что
максимальное ускорение а(max) = A*ω^2, откуда А = а(max)/ω^2.
Т.к. ω = 2π/Т, то А = а(max) * Т² / (4*π²). Поскольку X(0)=A*cos(φo),
то X(0) = (а(max) * Т² / (4*π²) ) * cos(φo), откуда
cos(φo) = 4*π²*Х(0) / (а(max) * Т²) = 4*π²*0,2/(0,5*4²) = π²/10,
откуда начальная фаза φo = arccos (π²/10) ≈ 9° (примерно 9 градусов)
1502 м
Объяснение:
Поскольку сопротивлением воздуха можно пренебречь, на тело действует только сила тяжести.
Рассмотрим вертикальный и горизонтальный полет отдельно.
Вертикальное движение мяча является равноускоренным с ускорением g.
Горизонтальное движение является равномерным.
Начальная вертикальная скорость:
Начальная горизонтальная скорость:
Полет заканчивается, когда мяч падает на землю.
Найдем время полета:
Получаем обычное квадратное уравнение. Решая его, при условии что
получаем
За это время горизонтально мяч пролетит
ответ: Х(t) = А*cos (ωt+φo) - уравнение гармонических колебаний,
где А - амплитуда, ω - циклическая частота, φo - начальная фаза.
ω = 2π/Т, где Т - период колебаний.
При t=0 X(0)=A*cos(φo) = 20 см = 0,2 метра - по условию задачи.
Ускорение - это вторая производная смещения Х по времени,
Х' = - A*ω*sin(ωt+φo), X'' = - A*ω^2 * cos(ωt+φo), откуда видно, что
максимальное ускорение а(max) = A*ω^2, откуда А = а(max)/ω^2.
Т.к. ω = 2π/Т, то А = а(max) * Т² / (4*π²). Поскольку X(0)=A*cos(φo),
то X(0) = (а(max) * Т² / (4*π²) ) * cos(φo), откуда
cos(φo) = 4*π²*Х(0) / (а(max) * Т²) = 4*π²*0,2/(0,5*4²) = π²/10,
откуда начальная фаза φo = arccos (π²/10) ≈ 9° (примерно 9 градусов)