Чтобы тело вернулось обратно через 10 секунд, необходимо учитывать время подъема и время спуска. В данном случае общее время — 10 секунд. Поскольку движение симметрично, время подъема составит 5 секунд.
Для расчета необходимой скорости, используем формулу движения при равномерном ускорении (в данном случае — ускорении свободного падения g ≈ 9.81 м/с²):
При движении вверх скорость будет уменьшаться до нуля на высоте, которую мы можем найти с помощью формулы:
\[ h = v_0 \times t - \frac{1}{2} g \times t^2 \]
где:
- \( h \) — высота,
- \( v_0 \) — начальная скорость,
- \( g \) — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²),
- \( t \) — время.
Для 5 секунд подъема:
\[ h = v_0 \times 5 - \frac{1}{2} \times 9.81 \times (5^2) \]
Предположим, что тело вернется обратно на ту же высоту, откуда было брошено, то \( h \) в этом уравнении будет равно нулю. Поэтому упростим уравнение:
\[ 0 = v_0 \times 5 - \frac{1}{2} \times 9.81 \times 25 \]
Теперь выразим начальную скорость \( v_0 \):
\[ v_0 \times 5 = \frac{1}{2} \times 9.81 \times 25 \] \[ v_0 \times 5 = 122.625 \] \[ v_0 = \frac{122.625}{5} \] \[ v_0 = 24.525 \text{ м/с} \]
Таким образом, чтобы тело вернулось назад через 10 секунд, его необходимо бросить вертикально вверх с начальной скоростью примерно 24.53 м/с.