Камень брошен с балкона дома горизонтально с некоторой начальной скоростью
Обновлено: 06.07.2024
Камень брошен с балкона дома горизонтально с некоторой начальной скоростью
Камень, брошенный с крыши дома почти вертикально вверх со скоростью 10 м/с, упал на землю через 3 с после броска. С какой высоты брошен камень? Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ приведите в метрах.
Высота полёта камня описывается уравнением где — начальная высота броска, а — начальная скорость камня. Через три секунды камень упал на землю, то есть стало равным нулю. Найдём
Камень бросили с высоты 15 м.
Критерии проверки:I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях.
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.1.7 Свободное падение. Ускорение свободного падения. Движение тела, брошенного под углом к горизонту, 1.4.8 Закон изменения и сохранения механической энергии Гость 24.03.2015 16:29дано: t=3с g=10м/с^2 v=10 м/с
тело сначала поднялось на максимальную высоту и потом упало на крышу
cледовательно высота крыши равна разности высоты поднятия и высоты падения
т.к. когда оно начало падать начальная скорость равно 0
то v=gt2 (t2-время падения на крышу) следовательно t2=v/g=10/10=1 c
тогда высота с которой тело упало на крышу равна h2=gt2^2/2=10*1^2/2=5 м ( т.к. начальная скорость при падении равна 0)
когда тело поднималось высота на которую оно поднялось равно h1=v0t1-gt1^2/2 (т.к. тело поднималось и ускорение направлено противоположно скорости)
камень брошен с балкона дома с начальной скоростью 30м/с в горизонтальном направлении.в момент падения ,направление вектора скорости слставляет с горизонтом угол 60° .на какой высоте расположен балкон? на каком расстоянии от дома камень упал на землю. please do it fast.
Рассмотрите предложенное решение. Оформление не соблюдалось, записи (если без чертежа) читаются слева направо сверху вниз.
Новые вопросы в Физика
Под действием вращающегося момента 520 Нм коленчатый вал трактора С-100 начал вращаться равноускоренно и через некоторое время приобрёл кинетическую э … нергию 75 МДж. Сколько времени длится разгон вала? Момент инерции вала 10 кгм^2.
4. Результаты измерений и вычислений внесите в таблицу. Длина Число Illar Исследуемое резьбы (L, MM) (N) (d, мм) Погрешность измерения шага винта (hy … мм) Винта витков тело Винт Гайка Шуруп
Автомобиль начинает движение по прямой и движется с постоянным ускорением.За какую секунду от начала движения путь,пройденный автомобилем,в 3 раза бол … ьше пути,пройденного им за предыдущую секунду 1)За вторую секунду 2)за третью секунду 3)за четвертую секунду 4)Такая ситуация невозможна
Вычисли путь прямолинейного равноускоренного движения тела из состояния покоя за вторую секунду, если за 5 с тело прошло 50 м.
При нагревании размеры тела увеличились на 1%. На сколько процентов увеличился объем тела?
Велосипедист,движущийся прямолинейно в направлении,противоположном направлении оси Ox,в некоторый момент начинает торможение.Укажи какие из утверждени … й верны: 1)Ускорение, в момент торможение,направлено в противоположную сторону от оси Ox 2)Направления ускорения и оси Ox совпадают 3)Ускорение и скорость имеют разные направления в момент торможения 4)Ускорение тела равно 0
Шайба , которой сообщили начальную скорость , движется по площадке с ускорением -0,5 м / с (в квадрате) . На каком расстоянии от начальной точки она о … становится
Помогите, пожалуйста, с физикой. Куда направлено ускорение молотка в ходе его движения по рукоятке? И почему?
Камень брошен с балкона дома горизонтально с некоторой начальной скоростью. Как по мере падения изменяются модуль ускорения камня, модуль горизонтальной составляющей его импульса и потенциальная энергия камня в поле тяжести?
Як можна виявити магнітне поле?
Физика 7-8 классВы выходите из квартиры, спускаетесь на лифте, выходите на улицу,идете пешком и едете на транспорте до школы, входите в здание и подни … маетесь в свой класс. Перечислите физические явления сопровождающие вас на всём пути. Какие из них относятся к явлениям:1) Звуковым 2) механическим 3) световым 4) тепловым 5) электрическим?
помогите с физикой. нужно написать про "излучение" перенос веществамеханизм переноса энергиив какой среде происходитпримеры в быту и технике
улитка в аквариуме с 16 ч 30 мин вторника до 9 ч 00 мин следующего четверга проползла по стенке 42 см. С какой средней скоростью ползла улитка
Помогите пожалуйста! Мне задали проект по тяге.
как называется аппарат для измерения глубины
Чи використав Ернест Резерфорд ці знання для пояснення того, електричний заряд якого знака має атомне ядро? Якого висновку дійшов науковець?
для определения диаметра одной горошины ученик разместил 20 горошин в ряд вдоль линейки. Какой результат измерения с учетом погрешности он получил … ? (7,3+-0,5) мм (7,25+-1,00) мм (7,25+-0,05) мм (7,3+-0,03) мм
для определения диаметра одной горошины ученик разместил 20 горошин в ряд вдоль линейки. Какой результат измерения с учетом погрешности он получил … ? (7,3+-0,5) мм (7,25+-1,00) мм (7,25+-0,05) мм (7,3+-0,03) мм
Задачи на свободное падение тел: примеры решения задач по кинематике
Вторник, а это значит, что сегодня мы снова решаем задачи. На это раз, на тему «свободное падение тел».
Задачи на свободное падение тел с решением
Задача №1. Нахождение скорости при свободном падении
Условие
Тело падает с высоты 20 метров. Какую скорость оно разовьет перед столкновением с Землей?
Решение
Высота нам известна по условию. Для решения применим формулу для скорости тела в момент падения и вычислим:
Ответ: примерно 20 метров в секунду.
Задача №2. Нахождение высоты и времени движения тела, брошенного вертикально.
Условие
Индеец выпускает стрелу из лука вертикально вверх с начальной скоростью 25 метров в секунду. За какое время стрела окажется в наивысшей точке и какой максимальной высоты она достигнет стрела?
Решение
Сначала запишем формулу из кинематики для скорости. Как известно, в наивысшей точке траектории скорость стрелы равна нулю:
Теперь запишем закон движения для вертикальной оси, направленной вертикально вверх.
Ответ: 2,5 секунды, 46 метров.
Задача №3. Нахождение времени движения тела, брошенного вертикально вверх
Условие
Мячик бросили вертикально вверх с начальной скоростью 30 метров в секунду. Через какое время мяч окажется на высоте 25 метров?
Решение
Запишем уравнение для движения мячика:
Мы получили квадратное уравнение. Упростим его и найдем корни:
Как видим, уравнение имеет два решения. Первый раз мячик побывал на высоте через 1 секунду (когда поднимался), а второй раз через 5 секунд (когда падал обратно).
Ответ: 1с, 5с.
Задача №4. Нахождение высоты при движении тела под углом к горизонту
Условие
Камень, брошенный с крыши дома под углом альфа к горизонту, через время t1=0,5c достиг максимальной высоты, а еще через время t2=2,5c упал на землю. Определите высоту Н дома. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения g = 10 м/с2.
Решение
Камень брошен со скоростью v0 под углом α к горизонту с дома высотой Н. Эту скорость можно разложить на две составляющие: v0X (горизонтальная) и v0Y (вертикальная). В горизонтальном направлении на камень не действует никаких сил (сопротивлением воздуха пренебрегаем), поэтому горизонтальная составляющая скорости неизменна на протяжении всего времени полета камня (равномерное движение). Максимальная точка траектории камня над уровнем земли (исходя из кинематических соотношений):
Здесь t1 – время подъема камня с высоты Н на высоту h; g – ускорение свободного падения.
Вертикальную составляющую скорости можно вычислить исходя из геометрических соображений:
Подставив выражение для скорости в первое уравнение, получим:
Также высоту h можно выразить через время t2 падения камня с высоты h на землю (исходя из кинематических соотношений и учитывая, что с вертикальная составляющая скорости в наивысшей точке равна нулю):
Для высоты дома можно записать:
Так как вертикальная составляющая скорости камня в максимальной точке траектории равна нулю:
Подставляем в формулу для высоты H и вычисляем:
Ответ: H = 30 м.
Задача №5. Нахождение закона движения тела
Условие
Найти закон движения тела против силы тяжести, при начальной скорости V0. И на какую максимальную высоту поднимется тело? Тело бросили под углом 90 градусов.
Решение
Тело брошено под углом α=90° к горизонту. Другими словами, тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью V0. Направим координатную ось х вертикально вверх, так ее направление совпадает с вектором начальной скорости. F – сила тяжести, направленная вниз. В начальный момент тело находится в точке А.
В задаче нужно найти закон движения тела, то есть зависимость координаты тела от времени. В общем случае этот закон задается кинематическим соотношением:
где х0 – начальная координата тела; a – ускорение.
Так как мы поместили начало координат в точку А, х0=0. Тело движется с ускорением свободного падения g, при этом сила тяжести направлена против начальной скорости, поэтому в проекции на вертикальную ось a=-g. Таким образом, искомый закон движения перепишется в виде:
Далее будем использовать еще одно общее кинематическое соотношение:
где V – конечная скорость.
Максимальная высота подъема тела указана на рисунке точной B, в этот момент конечная скорость V равна нулю, а координата х равна максимальной высоте Н подъема тела. Отсюда можно найти выражение для этой величины:
Полезные формулы для решения задач на свободное падение
Свободное падение описывается формулами кинематики. Мы не будем приводить их вывод, но запишем самые полезные.
Формула для максимальной высоты подъема тела, брошенного вертикально вверх c некоторой начальной скоростью:
Кстати, как выводится именно эта формула можно посмотреть в последней задаче.
Формула для времени подъема и падения тела, брошенного вертикально вверх:
Скорость тела в момент падения с высоты h:
Кстати! Для всех наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы.
Вопросы с ответами на свободное падение тел
Вопрос 1. Как направлен вектор ускорения свободного падения?
Ответ: можно просто сказать, что ускорение g направлено вниз. На самом деле, если говорить точнее, ускорение свободного падения направлено к центру Земли.
Вопрос 2. От чего зависит ускорение свободного падения?
Ответ: на Земле ускорение свободного падения зависит от географической широты, а также от высоты h подъема тела над поверхностью. На других планетах эта величина зависит от массы M и радиус R небесного тела. Общая формула для ускорения свободного падения:
Вопрос 3. Тело бросают вертикально вверх. Как можно охарактеризовать это движение?
Ответ: В этом случае тело движется равноускоренно. Причем время подъема и время падения тела с максимальной высоты равны.
Вопрос 4. А если тело бросают не вверх, а горизонтально или под углом к горизонту. Какое это движение?
Ответ: можно сказать, что это тоже свободное падение. В данном случае движение нужно рассматривать относительно двух осей: вертикальной и горизонтальной. Относительно горизонтальной оси тело движется равномерно, а относительно вертикальной – равноускоренно с ускорением g.
Баллистика – наука, изучающая особенности и законы движения тел, брошенных под углом к горизонту.
Вопрос 5. Что значит «свободное» падение.
Ответ: в данном контексте понимается, что тело при падении свободно от сопротивления воздуха.
Свободное падение тел: определения, примеры
Свободное падение – равноускоренное движение, происходящее под действием силы тяжести.
Первые попытки систематизированно и количественно описать свободное падение тел относятся к средневековью. Правда, тогда было широко распространено заблуждение, что тела разной массы падают с разной скоростью. На самом деле, в этом есть доля правды, ведь в реальном мире на скорость падения сильно влияет сопротивление воздуха.
Однако, если им можно пренебречь, то скорость падающих тел разной массы будет одинакова. Кстати, скорость при свободном падении возрастает пропорционально времени падения.
Рекорд свободного падения для человека на данный момент принадлежит австрийскому парашютисту Феликсу Баумгартнеру, который в 2012 году прыгнул с высоты 39 километров и находился в свободном падении 36 402,6 метра.Ускорение свободно падающих тел не зависит от их массы.
Примеры свободного падения тел:
- яблоко летит на голову Ньютона;
- парашютист выпрыгивает из самолета;
- перышко падает в герметичной трубке, из которой откачан воздух.
При свободном падении тела возникает состояние невесомости. Например, в таком же состоянии находятся предметы на космической станции, движущейся по орбите вокруг Земли. Можно сказать, что станция медленно, очень медленно падает на планету.
Конечно, свободное падение возможно не только не Земле, но и вблизи любого тела, обладающего достаточной массой. На других комических телах падения также будет равноускоренным, но величина ускорения свободного падения будет отличаться от земной. Кстати, раньше у нас уже выходил материал про гравитацию.
При решении задач ускорение g принято считать равным 9,81 м/с^2. В реальности его величина варьируется от 9,832 (на полюсах) до 9,78 (на экваторе). Такая разница обусловлена вращением Земли вокруг своей оси.
Нужна помощь в решении задач по физике? Обращайтесь в профессиональный студенческий сервис в любое время.
Камень брошен с балкона дома горизонтально с некоторой начальной скоростью
t
v0y
vy
gy
Sy
y
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ
Задача № 2. Какой высоты достигнет мяч, брошенный вертикально вверх со скоростью 20 м/с? Сколько времени для этого ему понадобится?
Задача № 3. Мяч бросили вертикально вверх со скоростью 15 м/с. Через какое время он будет находиться на высоте 10 м?
Задача № 5. Лифт начинает подниматься с ускорением а = 2,2 м/с 2 . Когда его скорость достигла v = 2,4 м/с , с потолка кабины лифта оторвался болт. Чему равны время t падения болта и перемещение болта относительно Земли за это время? Высота кабины лифта Н = 2,5 м .
Задача № 6. (повышенной сложности) Одно тело свободно падает с высоты h1 ; одновременно с ним другое тело начинает движение с большей высоты h2 . Какой должна быть начальная скорость v0 второго тела, чтобы оба тела упали одновременно?
Задача № 7. (олимпиадного уровня) Из окна, расположенного на высоте 30 м , начинает падать без начальной скорости тяжелый цветочный горшок. В этот момент точно под окном проезжает велосипедист. При какой скорости движения велосипедиста расстояние между ним и горшком будет все время увеличиваться?
Задача № 8. ЕГЭ С воздушного шара, поднимающегося со скоростью v0 = 1 м/с , падает камень и достигает земли спустя t = 16 с . На какой высоте h находился шар в момент сбрасывания камня? С какой скоростью v камень упал на землю?
Задача № 9. На какой высоте скорость тела, брошенного вертикально вверх с начальной скоростью v0 , уменьшится в 4 раза?
Если принять, что g ≈ 10 м/с 2 , то h = 15 • Vo^2 / 320 ≈ 0,047 • Vo^2.
Ответ: h = (15 • Vo^2) / (32 • g) ≈ 0,047 • Vo^2.
Краткое пояснение для решения ЗАДАЧИ на Свободное падение тел.
Свободное падение — это движение тела под действием силы тяжести (другие силы — сила сопротивления, выталкивающая сила — отсутствуют либо ими пренебрегают).
Так как сила тяжести направлена вниз, то ускорение, которое она сообщает телу, тоже направлено вниз. Свободное падение — это равноускоренное движение. Ускорение, сообщаемое телу силой тяжести, называют ускорением свободного падения. Оно одинаково для всех тел вблизи поверхности Земли и имеет значение 9,8 м/с 2 . При решении задач в большинстве случаев это число округляется до 10 м/с 2 .
При решении задач применяются формулы равноускоренного движения. Для нахождения проекций векторов координатную ось обычно обозначают буквой у, так как движение происходит по вертикали. Направляют ее вверх или вниз — как удобней при решении конкретной задачи. Скорость свободно падающего тела возрастает.
Движение тела, брошенного вертикально вверх — частный случай свободного падения. Только скорость тела уменьшается, так как оно движется против силы тяжести, и вектор начальной скорости и вектор ускорения противоположно направлены. Достигая некоторой точки (наивысшей точки подъема), тело на мгновение останавливается (в это время его скорость равна нулю), а затем начинает падать. Так как движение вверх и вниз происходит с одинаковым ускорением, то время подъема и время падения тела равны.
Камень брошен с балкона дома горизонтально с некоторой начальной скоростью
Камень бросили с поверхности земли вертикально вверх с некоторой начальной скоростью. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями в процессе движения камня вверх. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные, цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Полная механическая энергия | Скорость | Потенциальная энергия |
Камень двигался только под действием силы тяжести, которая является консервативной. Следовательно, полная механическая энергия камня не изменялась. В процессе движения камня вверх его скорость уменьшалась, а потенциальная энергия увеличивалась.
Камень брошен с балкона дома горизонтально с некоторой начальной скоростью
Камень, брошенный с крыши дома почти вертикально вверх со скоростью 10 м/с, упал на землю через 3 с после броска. С какой высоты брошен камень? Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ приведите в метрах.
Высота полёта камня описывается уравнением где — начальная высота броска, а — начальная скорость камня. Через три секунды камень упал на землю, то есть стало равным нулю. Найдём
Камень бросили с высоты 15 м.
Критерии проверки:I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях.
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.1.7 Свободное падение. Ускорение свободного падения. Движение тела, брошенного под углом к горизонту, 1.4.8 Закон изменения и сохранения механической энергии Гость 24.03.2015 16:29дано: t=3с g=10м/с^2 v=10 м/с
тело сначала поднялось на максимальную высоту и потом упало на крышу
cледовательно высота крыши равна разности высоты поднятия и высоты падения
т.к. когда оно начало падать начальная скорость равно 0
то v=gt2 (t2-время падения на крышу) следовательно t2=v/g=10/10=1 c
тогда высота с которой тело упало на крышу равна h2=gt2^2/2=10*1^2/2=5 м ( т.к. начальная скорость при падении равна 0)
когда тело поднималось высота на которую оно поднялось равно h1=v0t1-gt1^2/2 (т.к. тело поднималось и ускорение направлено противоположно скорости)
Камень брошен с балкона дома горизонтально с некоторой начальной скоростью
С горизонтальной плоскости вначале бросают маленький мячик под углом к горизонту со скоростью υ = 20 м/с. В момент, когда мячик достигает наивысшего положения на своей траектории, стреляют пулей из ружья со скоростью V = 120 м/с в направлении мячика, причём пуля вылетает из той же точки, из которой был брошен мячик (см. рисунок). Под каким углом к горизонту надо стрелять, чтобы пуля из ружья попала в мячик? Трением мячика и пули о воздух можно пренебречь. Указание: для численного решения уравнений используйте микрокалькулятор.
Какие законы Вы использовали для описания движения тел? Обоснуйте их применение к данному случаю.
Перейдем к решению.
1. Введём прямоугольную систему координат ХОY, где ось ОХ горизонтальна, ось ОY вертикальна, а начало координат находится в точке бросания и выстрела.
2. Как следует из формул кинематики для движения тела, брошенного под углом к горизонту, мячик после броска достигнет верхней точки траектории с координатой
и сместится по горизонтали со скоростью до координаты
3. В этот момент произойдет выстрел — пуля вылетит со скоростью V под углом к горизонту, и оба тела начнут свободно падать вниз с ускорением g.
4. Изменения вертикальной координаты y за счёт этого падения будут у обоих тел одинаковы и равны если время t отсчитывать от момента выстрела. Поэтому для простоты расчёта можно перейти в систему отсчёта, свободно падающую вниз с ускорением g.
5. В этой системе мячик летит по горизонтальной прямой с постоянной скоростью из начальной точки с координатами в которой он находился при t = 0, до встречи с пулей в момент T. Пуля же летит по прямой с постоянной скоростью V = 120 м/с из начальной точки x0 = y0 = 0 под углом к горизонту до попадания в мячик.
6. В момент T координаты мячика и пули должны совпадать: xм = xп = xв, yм = yп = yв, и по формулам для кинематики равномерного прямолинейного движения получаем систему уравнений: решая которую (проще — при помощи микрокалькулятора методом подбора, сразу используя численные значения величин), можно найти
Для решения можно также воспользоваться методом подбора угла, при котором будут выполняться соотношения, приведённые в данной системе кинематических уравнений. Для начала заметим, что пути, пройденные пулей и мячом до их столкновения, отличаются в раз. Построим траектории тел на рисунке (см.).
Если бы стрелок не делал «упреждения», а целился прямо в мячик под углом то пуля пролетела бы расстояние где
и прошла сзади мячика. Чтобы в него попасть, надо уменьшить угол на малый угол который, как видно из рисунка, равен
Весь путь пули равен где расстояние пуля проходит за время и
Теперь можно заняться подбором значения которое, очевидно, может отличаться от только на малое число градусов. Разумно выбрать и проверить поочерёдно значения 40°, 39°, 38° — при каком из них будут лучше совпадать левые и правые части уравнений из записанной выше системы. Берем, например,
— все хорошо согласуется!
Легко убедиться, что для и 39° согласие гораздо хуже. Окончательный результат:
Камень брошен с балкона дома горизонтально с некоторой начальной скоростью
Камень бросили с поверхности земли вертикально вверх с некоторой начальной скоростью. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями в процессе движения камня вверх. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные, цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Полная механическая энергия | Скорость | Потенциальная энергия |
Камень двигался только под действием силы тяжести, которая является консервативной. Следовательно, полная механическая энергия камня не изменялась. В процессе движения камня вверх его скорость уменьшалась, а потенциальная энергия увеличивалась.
Читайте также: