Широкий круг вопросов

С какой скоростью и под каким углом нужно прыгнуть белке, чтобы перелететь с ветки на балкон, которы

Автор VittaS, Апр. 27, 2024, 15:17

« назад - далее »

VittaS

Один аспект не совсем понятен. С какой скоростью и под каким углом нужно прыгнуть белке, чтобы перелететь с ветки на балкон, который находится на том же уровне, что и ветка, а расстояние между ними 2м, если дует встречный ветер со скоростью 2м/с


kazah

Дальность броска (прыжка белки) под углом к горизонту равна:

L = V0^2 * Sin(2 * a)/g.

V0^2 = L * g/Sin(2 * a).

Пусть угол а = 45.

Тогда V0^2 = 2 * 10/Sin90 = 20;

V0 = 4,5 м/с.

Прибавим скорость встречного ветра.

V0 = 4,5 + 2 = 6,5 м/с.

Ответ: V0 = 6,5 м/с при угле 45.

-------
Для того чтобы белка смогла перелететь с ветки на балкон, необходимо учесть воздействие встречного ветра на ее полет.

Пусть скорость бега белки относительно воздуха равна V, а угол прыжка α.

Воздействие встречного ветра приводит к скорости воздуха равной V+2 м/с.

Составим уравнения относительно горизонтальной и вертикальной составляющих скорости белки:

V*cosα*t = 2, (1)

V*sinα*t - g*t^2/2 = 0. (2)

где g - ускорение свободного падения, t - время полета.

Из уравнения (1) найдем t:

t = 2/(V*cosα).

Подставим это выражение в уравнение (2):

V*sinα*2/(V*cosα) - g*4/(V*cosα)^2 = 0,

2*sinα - 2*g/(V*cosα)^2 = 0,

sinα = g/(V^2).

Теперь можем найти V и α. Для этого воспользуемся вторым уравнением (2):

V*sinα*t = g*t^2/2,

V*g/(V^2)*2/(V*cosα) = g*(2/(V*cosα))^2/2,

2/(V*cosα) = 2/(V*cosα)^2,

1 = 1/(V*cosα),

V*cosα = 1,

V = 1/cosα.

Таким образом, скорость прыжка bелки должна быть равна 1/cosα, а угол прыжка α определяется соотношением sinα = g/(V^2).