Для решения этой задачи, давайте проанализируем ситуацию о снаряде и его частях.
Данные задачи:
- Высота, на которой снаряд разрывается: \(h = 19 - 6 = 13\) м.
- Первая часть снаряда падает прямо вниз на расстоянии 100 м от места взрыва.
Сначала определим время свободного падения.
Используя формулу для свободного падения:
\[ h = \frac{1}{2} g t^2 \]
где \(g = 10 \, \text{м/с}^2\) (ускорение свободного падения) и \(h = 13 \, \text{м}\).
Подставляем данные:
\[ 13 = \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot t^2 \]
\[ 13 = 5t^2 \]
\[ t^2 = \frac{13}{5} \]
\[ t^2 = 2.6 \]
\[ t = \sqrt{2.6} \approx 1.61 \, \text{с} \]
Таким образом, первая часть снаряда упала на землю через примерно 1.61 секунды.
- Теперь найдем расстояние, на которое будет падать вторая часть снаряда.
Согласно условиям задачи, вторая часть также начинает падать через 1 секунду после взрыва. Значит, она начнет падать, когда первая часть уже на 1 секунду в пути. Этот 1-секундный промежуток можно использовать для нахождения высоты, на которую поднялась вторая часть, когда снаряд разорвался.
Высота, на которую поднимались части снаряда, равна 13 м, и за 1 секунду до начала падения вторая часть снаряда уже будет падать с этой высоты.
- Теперь определим расстояние, которое вторая часть снаряда пройдет до достижения земли.
Для второй части снаряда время падения будет: \(t = 1.61 + 1 = 2.61\) сек.
Теперь вычислим горизонтальное расстояние, которое вторая часть пройдет за время падения. Если первая часть упала на 100 м, это снято с высоты, значит скорость тоже будет одинаковой (при отсутствий сопротивления воздуха, тут учитывается только гравитация).
Временное значение \(t\) для движения снаряда будет тем же, то есть 2.61 секунды, и известно, что горизонтальная скорость остаётся постоянной.
Вертикальное движение уже учтено, теперь найдем расстояние для второй части (равное \(v_x\)): \[ \text{горизонтальная скорость} \, v_x = \frac{100 \, \text{м}}{1.61 \, \text{с}} \approx 62.11 \, \text{м/с} \]
Теперь применим это к горизонтальному движению второй части на 2.61 секунду:
\[ S = v_x \cdot t = 62.11 \, \text{м/с} \cdot 2.61 \, \text{с} \approx 162.74 \, \text{м} \]
- Теперь нам нужно скомбинировать оба расстояния. Первая часть упала на 100 м, а вторая часть будет падать также в горизонтальном направлении на 162.74 м. Глядя на ситуацию, можем делать вывод о том, что у нас:
- Первая часть упала на 100 м,
- Вторая часть упала на 162.74 м.
Так как нам нужно выразить итоговое расстояние в километрах:
\[ 162.74 \, \text{м} = 0.16274 \, \text{км} \]
Таким образом, вторая часть снаряда упадёт на расстоянии примерно 0.16274 км от места взрыва.
