2018-01-20
С высоты $h = 2 м$ вниз под углом $\alpha = 60^{ \circ}$ к горизонту брошен мяч с начальной скоростью $v_{0} = 8,7 м/с$. Найдите расстояние $S$ между двумя последовательными ударами, мяча о землю. Удары считать абсолютно упругими.
Решение:
Проекции начальной скорости $v_{0}$ на оси х и у (рис.) равны $v_{0x} = v_{0} \cos \alpha = v_{x} = const, v_{0y} = v_{0} \sin \alpha$. Учтем, что $h = \frac{v_{y}^{2} - v_{0y}^{2}}{2g}$, откуда $v_{y} = \sqrt{v_{0y}^{2} + 2gh} = \sqrt{(v_{0} \sin \alpha)^{2} + 2gh}$.
Время подъема на максимальную высоту $H$ равно $t = \frac{v_{y}}{g}$, с учетом того, что при абсолютно упругом ударе у - составляющая скорости, $v_{y}$ меняет свое направление на противоположное.
Время до следующего удара равно $2t$ тогда расстояние, которое Пролетит мяч до следующего удара равно
$S = 2tv_{x} = \frac{2v_{0}}{g} \cos \alpha \sqrt{(v_{0} \sin \alpha)^{2} + 2gh} = 9,7 м$.