Zadanie
Wykonaj konieczne obliczenia i podaj, ile razy czas spadania na ziemię jednego fragmentu pocisku był dłuższy od czasu spadania drugiego kawałka, wiedząc, że pocisk o masie 20 g wystrzelono pod kątem 45° z prędkością 200 , a on w najwyższym możliwym położeniu rozpadł się na dwie identyczne części – jeden wzbił się pionowo na 100 metrów w górę, a drugi poruszał się jak ciało rzucone ukośnie.
Rozwiązanie
Dane:
m = 20 g = 0,02 kg
h = 100 m
α = 45°
v = 200
Czas spadku ciała można wyznaczyć z zasady zachowania energii i ze wzoru na prędkość w ruchu jednostajnie zmiennym:
Pocisk przed wybuchem znalazł się na wysokości:
Pierwszy odłamek wzniósł się na 100 metrów i spadł swobodnie na ziemię:
czas wznoszenia się na 100 metrów:
czas spadania:
Drugi odłamek poruszał się ruchem ukośnym, spadek powodowała składowa pionowa prędkości:
czas spadania na ziemię:
więc:
Odpowiedź: Pierwszy fragment pocisku spadał na ziemię około 1,36 razy dłużej niż drugi fragment.
Wyjaśnienie
Wysokość, na jakiej znalazł się pocisk w chwili wybuchu, wyliczysz, dzieląc kwadrat składowej poziomej prędkości początkowej praz podwojone przyspieszenie ziemskie. Czas swobodnego spadku możesz wyliczyć z zasady zachowania energii mechanicznej (przyrównaj do siebie energię potencjalną i energię kinetyczną). Pierwszy pocisk najpierw wznosi się do góry na wysokość 100 metrów, a dopiero potem opada z tego pułapu na ziemię (wysokość, z jakiej odłamek spada to suma 100 metrów i wysokości, na której miał miejsce wybuch). Drugi fragment z kolei spada z wysokości, na której doszło do wybuchu. Na koniec podziel czas spadania pierwszego kawałka przez czas spadania drugiego fragmentu.
Fizyka - wybrane pytania
REKLAMA
Zadania z tego działu
5. Energia i pęd
164
Praca i moc jako wielkości fizyczne
170
Zadanie 5.1.4.
173Zadanie 5.1.8.
174Zadanie 5.1.9.
174
Pojęcie energii. Energia potencjalna grawitacji. Energia kinetyczna
175
Zadanie 5.2.6.
178Zadanie 5.2.8.
179
Zasada zachowania energii
180
Zadanie 5.3.5.
183Zadanie 5.3.6.
183Zadanie 5.3.7.
183Zadanie 5.3.9.
184Zadanie 5.3.11.
184
Energia potencjalna sprężystości
185
Zadanie 5.4.1.
187Zadanie 5.4.4.
188
Pęd ciała. Zasada zachowania pędu
189
Zadanie 5.5.5.
195Zadanie 5.5.7.
196Zadanie 5.5.10.
196Zadanie 5.5.11.
196Zadanie 5.5.12.
197Zadanie 5.5.13.
197
Zderzenia niesprężyste i sprężyste
198
Zadanie 5.6.5.
205Zadanie 5.6.9.
206Zadanie 5.6.12.
206Zadanie 5.6.17.
207
Klasyka fizyki
208
Zadania maturalne
210
Zadanie 1. Żuraw
213Zadanie 2. Karabin
214Zadanie 3. Klik–klak
214Zadanie 4. Sprężyny połączone
215