Артиллерийское орудие расположено на горе высотой h. снаряд вылетает из ствола со скоростью v, направленной под углом a к горизонту. пренебрегая сопротивлением воздуха, определите начальный угол стрельбы , при котором дальность полёта наибольшая
Чтобы уравновесить линейку надо уравнять моменты сил с обеих сторон. Обозначим: длина линейки L=50; согнутая часть x=10; K=L-x; K=40; длина горизонтальной части линейки до точки крепления - l (её надо найти). Уравнение моментов сил: 0,5gpl^2=0,5gp(L-l-x)^2 +gpx(L-l-x); p - линейная плотность линейки. 0,5l^2=0,5(L-l-x)^2 +x(L-l-x); l^2=(L-l-x)^2+2x(L-l-x); l^2=(L-l-x)^2+2x(L-l-x); l^2=(K-l)^2+2x(K-l); l^2=K^2-2Kl+l^2+2xK-2xl; K^2-2Kl+2xK-2xl=0; K^2+2xK-l(2K+2x)=0; l=K(K+2x)/(2(K+x)); l=40(40+20)/(2(40+10)); l=24 (см);
• вначале, когда человек в лифте поднимался вверх с ускорением a = v/t, вес человека P1 определялся выражением m (g + a), т.е. относительно результата на земле его вес увеличился
• затем, когда лифт начал тормозить с ускорением a = -v/t, вес человека P2 определялся выражением m (g - a), т.е. относительно результата на земле его вес уменьшился
○ соответственно, ответ на вопрос задачи P1/P2 = (g + a)/(g - a) = 11/9
◘ поясню, как мы получили выражения весов. они находятся из уравнения динамики для человека. рассмотрим первый случай
○ N - mg = ma
○ N = m (g + a)
(сила нормальной реакции опоры N равна по 3 закону Ньютона весу)
Нужно для начала определить время движения по ветви параболы. y=yo+voy*t+ayt^2/2
voy=vo*sina ; yo=h ; y=0 ay=-g
0=h+vo*sina*t-gt^2/2
Решаем это кв. уравнение относительно времени.
gt^2/2 - vo*sina*t - h=0
D=vo^2*sin^2(a) -4*g/2*(-h)=vo^2*sin^2(a) +2gh
Нас интересует один корень.
t=(vo*sina + sgrt(vo^2*sin^2(a) +2gh))/g
Движение по оси OX равномерное.
x=vo*cosa*t
Подставляем время.
x=vo*cosa* (vo*sina + sgrt(vo^2*sin^2(a) +2gh))/g
x=(vo^2*cosa*sina+vo*cosa*(sgrt(vo^2*sin^2(a) +2gh))/g
x=(vo^2*cosa*sina+sgrt(vo^4*cos^2(a)*sin^2(a) + 2gh*vo^2*cos^2(a))/g
Дальность полёта будет максимальной, если cosa*sina ; cos^2(a)*sin^2(a) ; cos^2(a)
при одном и том же значении угла будут максимальными.
cosa*sina=sin2a/2 - принимает макс. значение при sin2a=1 ; a=пи/4
cos^2a*sin^2a=sin^2(2a)/4 - аналогично, максимальное значение при sin^2(2a)=1 ; sin2a=sqrt(1)=1 ; a=пи/4
cos^2(a) - макс значение при cos^2(a)=1
cosa=1
a=0. При a=пи/4 ; cosa=srt(2)/2
Но значение выражения больше зависит от того слагаемого, который находится не под радикалом. От сюда заключаем, что макс угол = 45%