Движение тела, брошенного горизонтально или под углом к горизонту. |
-
Это движение в плоскости, поэтому для описания движения необходимо 2 координаты.
-
Считаем, что движение происходит вблизи поверхности Земли, поэтому ускорение тела – ускорение свободного падения (a = g).
|
|
Так как мы пренебрегаем сопротивлением воздуха, то ускорение направлено только к поверхности Земли (g) – вдоль вертикальной оси (y), вдоль оси х движение равномерное и прямолинейное.
|
|
Движение тела, брошенного горизонтально.
|
Выразим проекции скорости и координаты через модули векторов.
|
|
Для того чтобы получить уравнение траектории, выразим время tиз уравнения координаты x и подставим в уравнение для y:
|
|
|
- между координатами квадратичная зависимость, траектория – парабола! |
Движение тела, брошенного под углом к горизонту.
|
Порядок решения задачи аналогичен предыдущей.
Решим задачу для случая х0=0 и y0=0.
|
|
Докажем, что траекторией движения и в этом случае будет парабола. Для этого выразим координату Y через X (получим уравнение траектории):
.
Мы получили квадратичную зависимость между координатами. Значит траектория - парабола. |
|
Найдем время полета тела от начальной точки до точки падения. В точке падения координата по вертикальной оси у=0.
|
Время полета:
|
Следовательно, для решения этой задачи необходимо решить уравнение
|
Оно будет иметь решение при t=0 (начало движения) и |
|
Зная время полета, найдем максимальное расстояние, которое пролетит тело:
|
Дальность полета:
|
Из этой формулы следует, что:
- максимальная дальность полета будет наблюдаться при бросании тела (при стрельбе, например) под углом 450;
- на одно и то же расстояние можно бросить тело (с одинаковой начальной скоростью) двумя способами – т.н. навесная и настильная баллистические траектории. |
|
Используя то, что парабола – это симметричная кривая, найдем максимальную высоту, которой может достичь тело.
Время, за которое тело долетит до середины, равно:
|
Время подъема:
|
Тогда:
|
Максимальная высота:
|
Скорость тела в любой момент времени направлена по касательной к траектории движения (параболе) и равна
|
|
Угол, под которым направлен вектор скорости в любой момент времени:
|
|