2019-12-20
На рисунке показана часть траектории движения хорошо обтекаемого тела, брошенного под углом к горизонту. В точке А тело имело скорость, равную по абсолютной величине 20 м/с. Сколько времени тело летело от точки А к точке В?
Решение:
Тело, брошенное под углом к горизонту, движется равноускорено с ускорением свободного падения $\vec{g}$; проекция его скорости на ось $OX$ остается неизменной, а проекция скорости на вертикальную ось $OY$ меняется со временем по закону
$v_{y} = v_{0} + gt$.
где $g = - 9,8 м/с^{2}$ - проекция вектора $\vec{g}$ на ось $OY$. Если $t_{0}$ - время движения тела от точки А к точке В, то $v_{By} = v_{Ay} + gt_{0}$, откуда
$t_{0} = \frac{v_{By} - V_{Ay} }{g} = \frac{ \Delta v_{y}}{g}$.
Следовательно, чтобы найти $t_{0}$, нужно найти изменение проекции скорости тела на ось $OY$.
Векторы $\vec{v}_{A}$ и $\vec{v}_{B}$ скорости тела в точках $A$ и $B$ направлены по касательным к траектории тела в этих точках. Нарисуем вектор $\vec{v}_{A}$ в произвольно выбранном масштабе и проведем касательную к траектории в точке В. Найдем проекцию $v_{x}$ скорости тела на ось $OX$ в точке А и отложим отрезок такой же длины на горизонтальной прямой, проведенной через точку В. Проведя теперь через конец отложенного отрезка вертикаль, найдем вектор $\vec{v}_{B}$ и его проекцию $v_{By}$ на ось $OY$. Измерив с помощью линейки $v_{Ay}$ и $v_{By}$, найдем значение $\Delta v_{y}$ (оно не зависит от выбранного масштаба) и затем время $t_{0}$ движения тела от точки А до точки В.
В нашем случае $\Delta v_{y} = |v_{By} |+ | v_{Ay} | = 33 м/с, t_{0} \approx 3,3 с$.