Hogyan lehetne kilencedikes módra megoldani a lenti fizikapéldát?
30°-os szög alatt(A továbbiakban ß) kikövünk egy lövedéket(Vo-nak nevezzük a kezdősebességet). Egy torony lábához esik. Ezután kilőjük 0,05-el nagyobb sebességgel. Most 2m magasan becsapódik a toronyba. Mennyi volt a kezdősebessége először? 20m/sec kéne kijöjjön, a légsúrlódással nem számolunk.
Én a következőkre jutottam:
-A kilövési sebességvektort fel kell bontani vízszintes és függőleges tényezőkre: függőlegesen Vo*sinß és vízszintesen Vo*cosß. Nyilván, Vo*sinß=Vo/2, de ezt csak utólag helyettesíteném be, mert így tudom, honnan jön, és mivel dolgozom. Számomra könnyebb.
-Vízszintesen egyenes vonalú, egyenletes mozgást végez Vo*cosß sebességgel
-Függőlegesen (-g) gyorsulású mozgást végez, a kezdősebességev pedig Vo*sinß
-Fel lehet írni a függőleges irányra az út törvényét, ahol S a vízszintesen bejárt út, és t1 a repülés ideje először, t2 másodszor:
S=voSinß*t1+gt1^2/2
S-2=(Vo+0,05)sinß*t2+g2^2/2
-Az a gond, hogy két egyenlet és három ismeretlen van, így sajnos tudásom nem elég ahhoz, hogy ezt a rendszet megoldjam, így ez zsákutca.
-Felvetődött egy ilyen ötlet, hogy nézzem meg, hol csapódna be, ha nem lenne torony. Akkor viszont mehint eltérne a repülési idő, és azt sem tudom, hol érne földet, mivel kéne ismerni a becsapódáskor a sebességet, és annak szögét
-Fel lehetne írni Galilei törvényét, viszont mivel második esetben ismeretlen a végsebesség, megint 3 ismeretlenhez jutunk 2 egyenletben, ráadásul bonyolultabban.
Mit lehetne csinálni a példával? Nekem nincs több ötletem, és nagyon idegesít. Volt egy kósza ötletem, hogy fel kéne írni a repülési görbe pályaegyenletét, de nagyon bonyolult, és nem is hiszem, hogy érnék vele valamit. A segítséget előre is köszönöm szépen.
S a FÜGGŐLEGESEN bejárt út:
S=voSinß*t1-gt1^2/2
S-2=(Vo+0,05)sinß*t2-g2^2/2
.....____ azért minusz, mert a Vo felfelé, a g lefelé megy.
A VÍZSZINTESEN BEJÁRT ÚTRA IS kellene felírni két egyenletet.
Bocs elnéztem:
0=voSinß*t1-gt1^2/2 ...................mert a talajra érkezik
2=(Vo+0,05)sinß*t2-g2^2/2 .............mert 2 méter magasra érkezik
Az előző válaszoló már nagyrészt leírta, én csak összefoglalom:
Az ismeretlenek: v₀, t₁, t₂ és van egy negyedik is: s a vízszintes távolság a lövés helye és a torony között.
Függőlegesen legyen a felfelé menő irány a pozitív.
A két függőleges mozgáskomponens így:
- v₀·sinβ·t megtett út felfelé, tehát pozitív irányban
- g·t²/2 út lefelé, tehát negatív irányban
Amikor 2m magasan csapódik be, akkor pozitív irányban van a 2m.
Vagyis a függőleges irányú egyenletek:
0 = v₀·sinβ·t₁ - g·t₁²/2
2 = (v₀+0,05)·sinβ·t₂ - g·t₂²/2
Vízszintes irányú egyenletek:
s = v₀·cosβ·t₁
s = (v₀+0,05)·cosβ·t₂
Így már van 4 egyenlet a 4 ismeretlenhez.
Viszont így nem 20 m/s jön ki! Akkor jön ki annyi, ha a feladat úgy van, hogy 0,05-ször nagyobb sebességről van szó, nem pedig 0,05-tel nagyobbról. Akkor az egyenletek:
0 = v₀·sinβ·t₁ - g·t₁²/2
2 = v₀·1,05·sinβ·t₂ - g·t₂²/2
s = v₀·cosβ·t₁
s = v₀·1,05·cosβ·t₂
Így g=10m/s²-tel v₀=20,7m/s jön ki, g=9,81m/s²-tel pedig v₀=20,5m/s. Az sem pont 20...
Azt hiszem, elvileg jó a következő gondolatmenet:
Az egyetlen nyűgöm vele, hogy harmadfokú egyenlet lett a vége... :-( De lehet, hogy valamit elnéztem.
DeeDee
**********
Ha a második sebesség 1,05-szörös és g = 10, akkor 20,7 m/s jön ki nekem is.
DeeDee
*******
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!