Консультация # 185903: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Гимнаст весом Р, имея при себе груз весом Q, прыгает под углом α к горизонту с начальной скоростью V0. В тот момент, когда им достигнута наибольшая высота, он бросает груз назад с горизонтальной скоростью u относительно себя. Насколько увеличилась дальность прыжка от бросания гр...
Консультация # 185904: [img][/img]Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: Три неподвижные точки А, В и С с равными массами m1 притягивают лежащую на оси симметрии точку М с массой m ...
Гимнаст весом Р, имея при себе груз весом Q, прыгает под углом α к горизонту с начальной скоростью V0. В тот момент, когда им достигнута наибольшая высота, он бросает груз назад с горизонтальной скоростью u относительно себя. Насколько увеличилась дальность прыжка от бросания груза?
Наибольшая высота находится, например, из закона сохранения энергии: , .
Т.к. импульс сохраняется, то , где - горизонтальная компонента скорости (слева горизонтальный импульс системы гимнаст-груз
до броска, справа - после). Откуда горизонтальная скорость после броска: .
Время t, через которое гимнаст упадёт на землю с верхней точки траектории: , .
За это время он пролетит .
Ес
ли б ничего не кидал - пролетел бы . Таким образом, увеличение расстояния: . В условии: "бросает груз назад с горизонтальной скоростью u относительно себя", поэтому: и
PS. Весом обычно называют силу,
с которой тело на что-то давит. Т.к. тут ничего никуда не давит, разумно предположить, что имелись в виду массы. Впрочем, не суть важно, и на ответ не влияет.
Здравствуйте, John_the_Revelator! Разложим начальную скорость V0 на 2 составляющие: горизонтальную V0г = V0*COS(α) и вертикальную V0в = V0*SIN(α). До момента, когда достигнута наибольшая высота, V0г не изменяется, в то время как текущее значение Vвт вертикальной составляющей меняется по закону: Vвт = V0в - g*t (1), где g - ускорение свободного
падения, t - текущее значение времени. Время tмв, потребное для достижения наибольшей высоты, определяется из условия: Vвт = 0 (1а), откуда, с учётом (1): tмв = V0в/g (2). Бросание груза назад с горизонтальной скоростью u меняет только горизонтальную составляющую скорости гимнаста; обозначим её новую величину через V2. Тогда горизонтальная составляющая импульса гимнаста
станет равной: I2г = Р*V2 (3); скорость груза относительно земли стала V2 - u, а горизонтальная составляющая его импульса: IQ = Q*(V2 - u) (4). До бросания их общий импульс был: I0г = (Р + Q)*V0г (4а); по закону сохранения импульса: I0г = I2г + IQ (4б), т.е.: Р*V2 + Q*(V2 - u) (5), откуда V2 = V0г + u*Q/(Р
+ Q) (6) От наивысшей точки до точки приземления даижение гимнаста по вертикали происходит с тем же ускорением g; пройденный путь по вертикали тот же, что при подъёме, следовательно, время приземления tпр = tмв (6а). Пройденный за это время путь по горизонтали в случае бросания: Lпб = tмв*V2 (6б), с учётом (6): Lпб = tмв*(V0г + (u*Q)/(Р + Q)) (7); без брос
ания: L0г = tмв*V0г (7а), откуда искомая прибавка ΔL = (V0*SIN(α)/g)*u*((Q/(Р + Q)) (8).
Консультировал: SFResid (Модератор)
Дата отправки: 26.04.2012, 02:56
[img][/img]Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
Три неподвижные точки А, В и С с равными массами m1 притягивают лежащую на оси симметрии точку М с массой m силами, прямо пропорциональными массам и их расстояниям. Сила притяжения единицы массы на единице расстояния равна k; точка М в начале была в покое и занимала
положение М0. С какой скоростью придет она в точку D, если M0D = 4 BD и BD = a?
Материальная точка M, двигаясь из положения M0 в положение D, выполняет вдоль оси симметрии перемещение, равное по величине |M0D| = 4a под действием сил со стороны точек B, A, C, текущие проекции которых на ось симметрии равны соответственно
FB = k(5a - r)mm1,
FA = FC = kRmm1cos α = k(4a - r)mm1,
где r - текущее
расстояние от точки M0 до точки M, R - текущее расстояние от точек A, C до точки M, α - угол между направлениями перемещения точки M и текущего радиуса-вектора точек A, C относительно точки M.
Кинетическая энергия точки M в положении D равна алгебраической сумме работ указанных выше сил, т. е.
mv2/2 = AB + AA + AC,
причём
AB = 0
∫4aFAdr = kmm10∫4a(5a - r)dr = 12ka2mm1,
AA = AC = 0∫4aFAdr = kmm10∫4a(4a - r)dr = 8ka2mm1.
Следовательно,
mv2/2 = (12 + 8 + 8)ka2mm1,
v = 2a√(14km1).
С
уважением.
Консультировал: Mr. Andy (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 26.04.2012, 10:29
5
Спасибо большое за понятный, развернутый ответ + хорошее оформление! ----- Дата оценки: 26.04.2012, 15:53
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!