Формула, выражающая зависимость высоты полёта от времени при начальной высоте 0 равна h(t) = v0t - gt^2/2. учитывая, что v0 = 20 м/с, g примерно 10 м/с^2, то в числовом виде закон будет выглядеть так h(t) = 20t - 5t^2. дифференцируя этот закон, определяем зависимость текущей скорости от времени. v(t) = 20 - 10t. поскольку текущая скорость вдвое меньше начальной, то v = 10 м/с, отсюда определяем время 20 - 10t = 10, t = 1. значит, через секунду скорость уменьшится вдвое. подставляя это время в формулу для определения высоты, получим h(t) = 20*1 - 5*1^2 = 15 м. это и есть ответ.
Из-за закона сохранения импульса барон массы М, усевшись на ядро массы М ( летевшее параллельно земле со скоростью V₁ ДО встречи с Мюнхаузеном) уменьшил тем самым скорость ядра вдвое: MV₁ = 2МV₂ откуда следует V₂ = V₁/2
Если бы Мюнхаузен не прыгал на ядро, оно полетело бы дальше с прежней скоростью и упало бы на землю на дистанции вдвое большей и вошло бы в землю под тем же углом, что и в момент выстрела. Решив задачу полета ядра без барона, мы и найдём искомый угол. Итак. Высота h₀ = 150 метров. Дальность полёта L₀ = 2L₁ = 300 метров время полёта равно времени свободного падения t₀ с высоты h₀ t₀ = √(2h₀/g) Вертикальная составляющая скорости в момент приземления v₁ = gt₀ = g√(2h₀/g) = √(2h₀g) Горизонтальная составляющая скорости без барона v₂ = L₀/t₀ = L₀/√(2h₀/g) = L₀√(g/2h₀) Тангенс угла влёта (и вылета): tgα = v₁/v₂ = √(2h₀g)/(L₀√(g/2h₀) = 2h₀/L₀ tgα = 2*150/300 = 1 => α=45° Таким образом, ядро вылетело из пушки под углом 45 градусов
