В течение какого временного промежутка тело, брошенное вертикально вверх со скоростью v0=32 м/с с поверхности земли

В течение какого временного промежутка тело, брошенное вертикально вверх со скоростью v0=32 м/с с поверхности земли, вернется и упадет обратно на землю? Учтите, что сила сопротивления воздуха не зависит от скорости и составляет n=0,6 от силы тяжести, действующей на тело.
Морской_Сказочник

Морской_Сказочник

Для решения этой задачи, нам понадобятся основные законы движения и уравнение свободного падения.

1. Первым шагом нужно разбить движение тела на две фазы - подъем и спуск. В фазе подъема тело будет замедляться из-за силы тяжести и силы сопротивления воздуха. Во время спуска тело будет ускоряться из-за силы тяжести и силы сопротивления воздуха будет действовать вниз.

2. Найдем время подъема. В начале движения вертикальная составляющая начальной скорости равна нулю, и после этого тело будет двигаться против гравитации. Мы можем использовать уравнение для вертикальной составляющей скорости: vy=v0gt, где vy - вертикальная составляющая скорости, v0 - начальная скорость, g - ускорение свободного падения, t - время. Когда тело достигнет точки максимальной высоты, его вертикальная скорость будет 0. Тогда мы можем записать 0=v0gt. Решим это уравнение относительно t:

t=v0g

3. Теперь найдем время спуска. Когда тело вернется на землю, его вертикальная составляющая скорости будет 0. Используем уравнение для вертикальной составляющей скорости с учетом наличия силы сопротивления воздуха: vy=gtnmFgt, где Fg - сила тяжести, n - коэффициент сопротивления воздуха, m - масса тела. Подставим значения и решим это уравнение относительно t:

0=gtnmFgt

0=gtnmmgt

0=gt(1+n)

Так как t не может быть равно нулю, получаем 1+n=0, то есть n=1.

4. Заметим, что в условии задачи сказано, что сила сопротивления воздуха составляет n=0.6 от силы тяжести. Но из предыдущего уравнения получаем n=1. Это означает, что сила сопротивления воздуха направлена вниз и равна по величине силе тяжести. Таким образом, сила сопротивления воздуха равна Fd=Fg=mg.

5. Учитывая, что мы рассматриваем только абсолютное значение силы сопротивления воздуха, можем заменить отрицательные значения на положительные.

6. Итак, мы получили, что сила сопротивления воздуха будет равна Fd=mg и имеет ту же величину, что и сила тяжести, но направлена вниз.

7. Теперь мы можем найти время спуска, используя уравнение для вертикальной составляющей скорости: 0=gtnmFgt

Подставим значения:

0=gt0.61mgt

0=gt(1+0.6)

Так как t не может быть равно нулю, получаем 1+0.6=0, что является ложным утверждением.

8. Наше предположение о том, что тело вернется и упадет обратно на землю, неверно. Получается, что тело, брошенное вертикально вверх со скоростью v0=32 м/с, не вернется и не упадет обратно на землю.

Это и есть наш окончательный ответ.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello