Если принять ускорение свободного падения g = 10 м/с^2, то можно сразу же сказать, что мальчик падал до поверхности воды равно 1 секунду, поскольку высота, с которой он прыгнул, равна 5 метрам. Эту величину можно получить «строго научно» если использовать формулу для определения длины пройденного пути при равноускоренном движении. S = Vo*t + a*t^2/2. Но, поскольку начальная скорость мальчика в вертикальном направлении равнялась 0, то S = a*t^2/2. Для случая падения, когда ускорение равно g, путь S = g*t^2/2. Из этого выражения следует, что t^2 = 2S/g. Подставив известные величины, найдем, что t^2 = 2*5/10 = 1. Таким образом, показано, что время свободного падения с высоты 5 метров равно 1 секунде. Вертикальную скорость, какую за это время наберет мальчик, найдем по формуле Vв = g*t = 10*1 = 10 м/с. Горизонтальная составляющая полной скорости (Vг ) не меняется и равна 6 м/с. Вектор полной скорости в момент касания мальчиком воды найдем по теореме Пифагора Vп^2 = Vг^2 + Vв^2 = 6^2 + 10^2 = 136. И Vп = 11,66 м/с. Угол между вектором скорости и горизонтом будет равен arctg(Vв/Vг) = arctg(10/6) = 59,04 градуса.
m1 = 0,30 кг
m2 = 0,34 кг
t = 2 c
S = 1,2 м
g - ?
Ускорение ГРУЗОВ находится по формуле:
a = g* (m2 - m1) / (m2 + m1) = g*(0,34 - 0,30) / (0,34 + 0,30)
a = 0,0625*g (1)
С другой стороны, ускорение можно найти по формуле:
a = 2*S / t² = 2*1,2 / 2² = 0,6 (2)
Приравнивая (1) и (2) получаем:
0,0625*g = 0,6
g = 0,6 / 0,0625 = 9,6 м/с²
Табличное значение :
g = 9,8 м/с²
Вывод: Опытные данные очень хорошо согласуются с табличными.
О рисунке:
1) Рисуем окружность
2) От окружности слева и справа ниточки вниз
3) Внизу этих ниточек рисуем прямоугольники (грузики)
Этот рисунок есть учебнике: Физика 9. Кикоин. Параграф "Движение тела под действием нескольких сил"