Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Какие законы Вы используете для описания гонщика по трамплину?

Условие

При выполнении трюка «Летающий велосипедист» гонщик движется по трамплину под действием силы тяжести, начиная движение из состояния покоя с высоты Н (см. рис.).

Рисунок к задаче

На краю трамплина скорость гонщика направлена под углом альфа=30∘альфа =30^{\circ} к горизонту. Пролетев по воздуху, гонщик приземляется на горизонтальный стол, находящийся на той же высоте, что и край трамплина. Какова высота полета h на этом трамплине? Сопротивлением воздуха и трением пренебречь.

Какие законы Вы используете для описания гонщика по трамплину? Обоснуйте их применение к данному случаю.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. Обоснование Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. Поскольку размеры гонщика малы, то будем описывать его моделью материальной точки.

    При движении до точки отрыва на гонщика действуют сила тяжести m\vecgm\vecg и сила реакции опоры N⃗\vec{N} В ИСО изменение полной механической энергии равно работе всех непотенциальных сил, действующих на тело. В данном случае такой силой является сила реакции опоры N⃗\vec{N} В процессе движения до точки отрыва в любой точке траектории N⃗\vec{N} перпендикулярна \vecv,\vecv , а значит ее работа равна нулю, следовательно, механическая энергия тела сохраняется. Значит, в ИСО можно применить закон сохранения энергии при движении гонщика до точки отрыва После отрыва от трамплина гонщика его движение происходит в поле Земного тяготения. При криволинейном движении проекция ускорения свободного падения на ось 0x равна нулю, поэтому применимы законы прямолинейного равномерного движения. Проекция ускорения на ось 0y равна — g, поэтому применимы законы прямолинейного равноускоренного движения. Перейдем к решению. Модель гонщика — материальная точка. Считаем полет свободным падением с начальной скоростью v⃗,\vec v , направленной под углом альфа к горизонту. Данное движение происходит с ускорением свободного падения. Тогда проекция начальной скорости на вертикальную ось равна v0y=v0⋅sin⁡альфа,v_0y= v_0 \cdot \sin альфа , в верхней точке траектории скорость направлена горизонтально, поэтому ее проекция на вертикальную ось равна

Осталось ещё 1 шаг

  1. Из формулы h= v_y^2 - v_0y^2минус 2g…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Механика (расчетная задача высокого уровня с обоснованием)»