Тело брошено вертикально вверх. Через 0,5 с после броска его скорость 20 м/с. Какова начальная скорость тела? Сопротивлением воздуха пренебречь. (Ответ дайте в метрах в секунду.)
Классно, давай разберёмся по порядку.
1) Суть задачи
- Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью v0.
- Через 0,5 с после броска его скорость стала 20 м/с.
- Сопротивление воздуха пренебречь.
- Нужно найти начальную скорость v0 (м/с).
2) Как решать правильно
- В условиях движения с постоянным ускорением скорость меняется по формуле v = v0 + a t, где направление вверх считать положительным.
- Здесь ускорение свободного падения g направлено вниз, то есть a = -g. Следовательно:
v(t) = v0 - g t.
- Дано: t = 0,5 с, v(t) = 20 м/с. Значит:
20 = v0 - g(0,5) -> v0 = 20 + 0,5 g.
- Чаще всего в таких задачах используют g ≈ 9,8 м/с². Тогда:
v0 ≈ 20 + 0,5 × 9,8 = 20 + 4,9 = 24,9 ≈ 25 м/с.
- Если взять приближение g ≈ 10 м/с² (часто в ЕГЭ так и делают для простоты), получится:
v0 ≈ 20 + 0,5 × 10 = 20 + 5 = 25 м/с.
3) Сравнение с твоим ответом
- Твой ответ: 15 м/с.
- Правильный ответ: 25 м/с (при любом разумном выборе g: 9,8 или 10).
- Разница заметна: 15 м/с получалось бы, если взять v0 = v - g t (то есть неправильно учесть направление изменения скорости). Правильная формула требует прибавлять g t, а не вычитать.
4) Почему твоё решение получилось неверным и как исправить
- Ошибка обычно в знаке ускорения:
- Правильно: v = v0 - g t, значит v0 = v + g t.
- Неправильно: v = v0 + g t, что даёт v0 = v - g t.
- Чтобы не ошибаться, запомни: ускорение свободного падения направлено вниз, а вверх — положительное направление, поэтому a = -g и в формуле v = v0 + a t появится минус перед g t. Впрочем, для поиска v0 именно нужно добавить g t.
5) Итог
- Правильное решение даёт начальную скорость около 25 м/с.
- Твой ответ 15 м/с — это следствие знака ошибки в термине с g t. Важно помнить, что скорость уменьшается при движении вверх под действием гравитации: v(t) = v0 - g t.
Хочешь, могу показать ещё пару вариантов записи решения или разобрать аналогичную задачу с другим временем? Поставь лайк или дизлайк, пожалуйста.