Чтобы решить данную задачу, давайте разберёмся с каждым вопросом по порядку.
Для начала, мы имеем шарик, который поднимается вверх с начальной скоростью \( v_0 = 50 \, \text{м/с} \). Мы будем использовать уравнения движения с постоянным ускорением, учитывая, что ускорение свободного падения \( g \) равно примерно \( 9.81 \, \text{м/с}^2 \) и направлено вниз.
- Время подъёма шарика:
Когда шарик достигнет своей максимальной высоты, его скорость станет равной нулю. Мы можем использовать уравнение: \[ v = v_0 - g t \] где:
- \( v \) — конечная скорость (0 м/с на максимальной высоте),
- \( v_0 = 50 \, \text{м/с} \) — начальная скорость,
- \( g = 9.81 \, \text{м/с}^2 \) — ускорение свободного падения,
- \( t \) — время подъёма.
Подставляя известные значения: \[ 0 = 50 - 9.81 t \] Решим это уравнение для \( t \): \[ 9.81 t = 50 \implies t = \frac{50}{9.81} \approx 5.1 \, \text{с} \]
Общая продолжительность полёта:
Время подъёма будет равно времени спуска, следовательно, общее время полёта будет вдвое больше времени подъёма: \[ T = 2t \approx 2 \times 5.1 \approx 10.2 \, \text{с} \]Максимальная высота подъёма:
Мы можем использовать следующее уравнение для определения высоты: \[ h = v_0 t - \frac{1}{2} g t^2 \] Подставляя значения: \[ h = 50 \times 5.1 - \frac{1}{2} \times 9.81 \times (5.1)^2 \] Сначала вычислим \( 50 \times 5.1 \): \[ 50 \times 5.1 = 255 \] Теперь вычислим вторую часть: \[ \frac{1}{2} \times 9.81 \times (5.1)^2 = 4.905 \times 26.01 \approx 127.54 \] Теперь подставим: \[ h = 255 - 127.54 \approx 127.46 \, \text{м} \]
Таким образом, мы можем подвести итоги:
- Время на подъём шарика: около \( 5.1 \, \text{с} \).
- Общая продолжительность полёта: около \( 10.2 \, \text{с} \).
- Максимальная высота подъёма шарика: примерно \( 127.46 \, \text{м} \).
