👤

Pocisk wystrzelono z poziomu Ziemi, pod kątem α=450 do poziomu. W odległości s od miejsca wystrzału znajduje się mur o wysokości s/2. Jaki warunek musi spełniać początkowa prędkość pocisku, aby pocisk uderzył w mur? Jaka będzie wówczas prędkość pocisku

Odpowiedź :

Najpierw obliczmy maksymalną prędkość dla której pocisk uderzy jeszcze w mur.

Równania ruchu mają postać:

y=[tex]V_{y}[/tex]*t - [tex]\frac{1}{2}[/tex]g[tex]t^{2}[/tex]

x=[tex]V_{x}[/tex]t więc   t=[tex]\frac{x}{Vx}[/tex] podstawiamy to do pierwszego równania

Z funkcji trygonometrycznych otrzymujemy też

[tex]V_{y}[/tex]=Vsin∝

[tex]V_{x}[/tex]=Vcos∝

y=tg∝x - [tex]\frac{1}{2}[/tex][tex]\frac{x^{2}g }{Vcos\alpha }[/tex]

Dla maksymalnej prędkości w momencie uderzenie y=s/2

x=s

[tex]\frac{s}{2}[/tex]=tg∝s - [tex]\frac{1}{2}[/tex][tex]\frac{s^{2}g }{Vcos\alpha }[/tex] dzielimy przez s i wyznaczamy V

V=[tex]\frac{gs}{2sin\alpha -cos\alpha }[/tex]

a więc aby pocisk uderzył prędkość początkowa musi być mniejsza od tej prędkości, ale też musi uderzyć w mur

Liczymy dla jakiej prędkości w odleglosci s na osi x wysokość y będzie równa 0

0=tg∝s - [tex]\frac{1}{2}[/tex][tex]\frac{s^{2}g }{Vcos\alpha }[/tex] otrzymujemy

V=[tex]\frac{gs}{2sin\alpha }[/tex]

więc prękość początkowa musi spełniać warunek

[tex]\frac{gs}{2sin\alpha }[/tex][tex]\leq[/tex]V[tex]\leq[/tex][tex]\frac{gs}{2sin\alpha -cos\alpha }[/tex]