Сверь числа и знаки с фото.
Достаточный уровень
- Свободно падающее тело прошло последние 30 м за 0,5 с. Найдите высоту падения.
- Тело свободно падает без начальной скорости с высоты 80 м. Каково его перемещение в последнюю секунду падения?
- Сколько времени падало тело без начальной скорости, если за последние 2 с оно прошло 60 м?
Кратко, при \(g=10\) м/с²:
- \(H \approx 195{,}3\) м — примерно \(195\) м.
- \(35\) м вниз.
- \(4\) с.
Как решать. При свободном падении из состояния покоя \[ s(t)=\frac{gt^2}{2},\qquad v(t)=gt. \] Путь за промежуток времени равен разности \(s(t_2)-s(t_1)\). Нельзя считать его как \(\frac{g(\Delta t)^2}{2}\), потому что к началу последнего участка тело уже имеет скорость.
1. За последние \(0{,}5\) с средняя скорость: \[ v_{\text{ср}}=\frac{30}{0{,}5}=60\ \text{м/с}. \] При равноускоренном движении средняя скорость на промежутке равна мгновенной скорости в его середине, то есть за \(0{,}25\) с до падения: \[ 10(t-0{,}25)=60. \] Отсюда \[ t=6{,}25\ \text{с}. \] Высота: \[ H=\frac{10\cdot 6{,}25^2}{2}=195{,}3125\ \text{м}\approx 195\ \text{м}. \]
2. Время полёта: \[ t=\sqrt{\frac{2H}{g}}=\sqrt{\frac{2\cdot80}{10}}=4\ \text{с}. \] За первые \(3\) с тело пройдёт: \[ s_3=\frac{10\cdot3^2}{2}=45\ \text{м}. \] Значит, за последнюю секунду: \[ 80-45=35\ \text{м}. \] Перемещение направлено вниз.
3. Пусть тело падало \(t\) секунд. За последние \(2\) с: \[ 60=s(t)-s(t-2)=\frac{10}{2}\left(t^2-(t-2)^2\right). \] Раскрываем: \[ 60=5(4t-4)=20(t-1). \] Тогда \[ t-1=3,\qquad t=4\ \text{с}. \] Проверка: за первые \(2\) с тело проходит \(20\) м, за последние \(2\) с — \(80-20=60\) м.