Если вертикально брошенное тело прошло последнюю 1/4 часть пути за 3 секунды, каково общее время подъёма? Какова начальная скорость тела?


Дано:
t_4=3\;c
S_4=\frac{S}{4}
Найти:  t,\;v_0

Обозначим высоту максимального подъема S, а скорость в начале последней четверти пути v.  

Весь процесс состоит из подъема и падения. По условию речь идет о последней четверти пути. Это значит - уже при падении.  Весь путь - это 2S. За время t_4 тело пройдет путь


\frac{S}{2}=vt_4+\frac{gt_4^2}{2}             (1)

S=2vt_4+gt_4^2                (2)

S=6v+90                (3)

v=v_0-gt_4              (4)

S=6(v_0-gt_4)+90              (5)

S=6v_0-180+90             (6)

S=6v_0-90           (7)

S=\frac{v_0^2}{2g}                 (8)

S=\frac{v_0^2}{20}                (9)

(9)=(7)

\frac{v_0^2}{20}=6v_0-90          (10)

v_0^2-120v_0+1800=0             (11)

v_{01}\approx 102,4 м/с                 (12)

v_{02}\approx 17,6  м/с                   (13)

Ответ (13)  не подходит, т.к. при такой начальной скорости тело остановится через 

\frac{v_0}{g}=\frac{17,6}{10}=1,76 секунды подъема.  Тогда и падать оно будет столько же. А у нас по условию оно падало больше 3 секунд.

Тогда начальная скорость 102,4 м/с.    Ого! Как у пули простенького пневматического пистолета!

Высота максимальная:   S=\frac{v_0^2}{2g}=\frac{102,4^2}{2*10}\approx 524,3 м

Странные числа.....    Как это можно бросить с такой начальной скоростью? 


Может в условии забыли сказать, что последняя четверть пути до максимальной высоты?  Попробуем проверить. 

В конце подъема скорость равна нулю. 

v-gt_4=0

v=gt_4              (4)

\frac{S}{4}=\frac{v^2}{2g}=\frac{(gt_4)^2}{2g}=\frac{g^2*3^2}{2g}=\frac{9g}{2}=4,5*10=45 м

Вся высота S=45*4=180 м

Начальная скорость   v_0=\sqrt{2gS}=\sqrt{2*10*180}=60 м/с

Ну, так больше похоже на правду. 



Комментарии