Question

ПОМОГИТЕ СРОЧНО ДАМ 50 БАЛОВ. Мальчик бросает мяч горизонтально из окна на высоте 45 м (метров). Начальная скорость движения мяча равна 15 м / с (метров в секунду) Сколько времени он будет лететь к земле? На каком максимальном расстоянии от стены может упасть? Определите модуль перемещения мяча. Нарисовать к задаче график

Answer 1

Дано:

V0x=15 м/с

V0y=0

h=45 м

g=9,8 м/с^2

Найти:

t-?

Sx-?

Решение:

t=sqrt(2*h/g)=sqrt(2*45/9,8)≈3 с

Sx=Vx*t=15*3=45 м

Ответ:

t=3 с

Sx=45 м

P.s: графики не моё; sqrt - квадратный корень

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение движения мяча в вертикальном направлении. Вертикальное движение мяча можно описать следующим образом:

$h = h_0 + v_0 t - \frac{1}{2}gt^2$

где:

• $h$ - высота мяча над землей (45 метров в данной задаче)
• $h_0$ - начальная высота мяча (тоже 45 метров, так как мяч бросается горизонтально)
• $v_0$ - начальная вертикальная скорость мяча (0 м/с, так как мяч бросается горизонтально)
• $g$ - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с^2 на поверхности Земли)
• $t$ - время, которое мяч находится в воздухе (мы ищем это значение)

Сначала мы найдем время $t$, которое мяч находится в воздухе, достигая земли. Мы знаем, что высота мяча уменьшается до нуля (потому что мяч упадет на землю), поэтому:

$0 = 45 - \frac{1}{2} \cdot 9.81 \cdot t^2$

Теперь мы можем решить это уравнение для $t$:

$0 = 45 - 4.905t^2$

$4.905t^2 = 45$

$t^2 = \frac{45}{4.905}$

$t = \sqrt{\frac{45}{4.905}}$

$t \approx 3.01\ \text{секунд}$

Теперь у нас есть время полета мяча, которое составляет около 3.01 секунды.

Чтобы найти максимальное расстояние от стены, на котором мяч упадет, мы можем использовать горизонтальную составляющую движения. Мяч движется горизонтально со скоростью 15 м/сек в течение 3.01 секунды, поэтому:

$d = v_x \cdot t$

где:

• $d$ - горизонтальное расстояние от стены
• $v_x$ - горизонтальная скорость мяча (15 м/сек)
• $t$ - время полета (3.01 секунд)

$d = 15 \cdot 3.01$

$d \approx 45.15\ \text{метров}$

Таким образом, максимальное расстояние от стены, на котором мяч может упасть, составляет примерно 45.15 метров.

Чтобы определить модуль перемещения мяча, вы можете использовать формулу для вычисления модуля перемещения:

$S = \sqrt{d^2 + h^2}$

где:

• $S$ - модуль перемещения мяча
• $d$ - горизонтальное расстояние от стены (45.15 метров)
• $h$ - вертикальное перемещение мяча (45 метров)

$S = \sqrt{45.15^2 + 45^2}$

$S \approx 63.64\ \text{метра}$

Таким образом, модуль перемещения мяча составляет примерно 63.64 метра.

Чтобы нарисовать график этого движения, вы можете построить графики зависимости высоты и горизонтального расстояния от времени. Вертикальное движение будет представлять собой параболу, а горизонтальное движение будет равномерным.

График вертикального движения мяча (высота от времени) будет иметь форму параболы, начиная с 45 метров и заканчиваясь 0 метров. График горизонтального движения мяча (расстояние от стены от времени) будет представлять собой прямую линию, начиная с 0 метров и заканчиваясь 45.15 метрами.

Ниже приведен код Python для построения этих графиков с использованием библиотеки matplotlib:

pythonCopy code
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# Время полета мяча
t_flight = 3.01  # секунды

# Горизонтальная скорость мяча
v_x = 15  # м/с

# Горизонтальное расстояние от стены
d = v_x * t_flight

# Вертикальное движение мяча (высота от времени)
t = np.linspace(0, t_flight, num=100)
h = 45 - 4.905 * t**2

# Горизонтальное движение мяча (расстояние от стены от времени)
d_horizontal = v_x * t

# Построение графиков
plt.figure(figsize=(12, 6))

plt.subplot(1, 2, 1)
plt.plot(t, h)
plt.xlabel('Время (секунды)')
plt.ylabel('Высота (метры)')
plt.title('Вертикальное движение мяча')

plt.subplot(1, 2, 2)
plt.plot(t, d_horizontal)
plt.xlabel('Время (секунды)')
plt.ylabel('Расстояние от стены (метры)')
plt.title('Г