сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 0 № 2739
i

Пусть име­ет­ся пушка на по­верх­но­сти земли, ко­то­рая может вы­пус­кать сна­ряд со ско­ро­стью υ0 под любым углом к го­ри­зон­ту. Опре­де­ли­те гра­ни­цу «про­стре­ли­ва­е­мой» об­ла­сти: по­лу­чи­те урав­не­ние кри­вой, ко­то­рая раз­де­ля­ет вер­ти­каль­ную плос­кость на точки, до­сти­жи­мые для по­па­да­ния сна­ря­дом, и на те, в ко­то­рые сна­ряд не по­па­дет ни в каком слу­чае. Уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния равно g, со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пре­не­бречь.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рас­смот­рим сна­ряд, вы­пу­щен­ный под про­из­воль­ным углом α к го­ри­зон­ту.

 си­сте­ма вы­ра­же­ний x левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = v _0 ко­си­нус альфа умно­жить на t, y левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = v _0 синус альфа умно­жить на t минус дробь: чис­ли­тель: g t в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . конец си­сте­мы .

Его тра­ек­то­рия будет опи­сы­вать­ся урав­не­ни­ем

 y левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x тан­генс альфа минус дробь: чис­ли­тель: g x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 v _0 в квад­ра­те ко­си­нус в квад­ра­те альфа конец дроби =x тан­генс альфа минус дробь: чис­ли­тель: g x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 v _0 в квад­ра­те конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1 плюс тан­генс в квад­ра­те альфа пра­вая круг­лая скоб­ка .

Рас­смот­рим это урав­не­ние от­но­си­тель­но пе­ре­мен­ной p= тан­генс альфа и па­ра­мет­ров (x, y):

 p в квад­ра­те умно­жить на дробь: чис­ли­тель: g x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 v _0 в квад­ра­те конец дроби минус p умно­жить на x плюс левая круг­лая скоб­ка y плюс дробь: чис­ли­тель: g x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 v _0 в квад­ра­те конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка =0.

Ре­ше­ни­ем та­ко­го урав­не­ния будет зна­че­ние угла α, под ко­то­рым надо вы­стре­лить, чтобы по­пасть в точку с за­дан­ны­ми ко­ор­ди­на­та­ми (x,y). За­ме­тим, что дан­ное урав­не­ние яв­ля­ет­ся квад­рат­ным, со­от­вет­ствен­но име­ют­ся три слу­чая:

1)  Урав­не­ние имеет два корня, зна­чит, в точку можно по­пасть сна­ря­дом двумя спо­со­ба­ми;

2)  Урав­не­ние имеет один ко­рень, в точку можно по­пасть един­ствен­ным спо­со­бом;

3)  Урав­не­ние не имеет кор­ней, точка не­до­сти­жи­ма для по­па­да­ния сна­ря­дом.

Можно за­ме­тить, эти три слу­чая делят всю вер­ти­каль­ную плос­кость на две ис­ко­мые об­ла­сти. Вто­рой слу­чай со­от­вет­ству­ет гра­ни­це «про­стре­ли­ва­е­мой об­ла­сти». Для квад­рат­но­го урав­не­ния един­ствен­ность ре­ше­ния рав­но­силь­на ра­вен­ству нулю его дис­кри­ми­нан­та

D левая круг­лая скоб­ка x,y пра­вая круг­лая скоб­ка =x в квад­ра­те плюс 4 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: g x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 v _0 в квад­ра­те конец дроби левая круг­лая скоб­ка y плюс дробь: чис­ли­тель: g x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 v _0 в квад­ра­те конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка =0.

От­сю­да на­хо­дим ис­ко­мое урав­не­ние:

y левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: v _0 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 g конец дроби минус x в квад­ра­те умно­жить на дробь: чис­ли­тель: g, зна­ме­на­тель: 2 v _0 в квад­ра­те конец дроби .

Ответ:y левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: v _0 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 g конец дроби минус x в квад­ра­те умно­жить на дробь: чис­ли­тель: g, зна­ме­на­тель: 2 v _0 в квад­ра­те конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии по за­да­ниюБаллы
Най­де­на мак­си­маль­ная точка гра­ни­цы про­стре­ли­ва­е­мой об­ла­сти по вер­ти­ка­ли1
Най­де­на мак­си­маль­ная точка гра­ни­цы про­стре­ли­ва­е­мой об­ла­сти по го­ри­зон­та­ли1
Пра­виль­но за­пи­са­на си­сте­ма за­ви­си­мо­стей ко­ор­ди­нат от вре­ме­ни для тра­ек­то­рии по­ле­та сна­ря­да1
По­лу­че­но урав­не­ние тра­ек­то­рии сна­ря­да1
Пра­виль­но вы­пол­нен пе­ре­ход к квад­рат­но­му урав­не­нию от­но­си­тель­но пе­ре­мен­ной p2
Пра­виль­но про­ве­ден ана­лиз дис­кри­ми­нан­та квад­рат­но­го урав­не­ния2
По­лу­чен пра­виль­ный ответ2
Классификатор: Ме­ха­ни­ка. Бал­ли­сти­че­ское дви­же­ние