Уроки 5–6 · 2 урока · Н. Ш. Турдиев, К. А. Турсунметов, А. Г. Ганиев, К. Т. Суяров, Ж. Э. Усаров, А. К. Авлиёкулов. Физика, 10 класс, 1-е издание. Издательство «Niso Poligraf», Ташкент, 2017
6
Движение тела, брошенного горизонтально
Учебник: с. 16–18
ЦельРассчитывать время полёта, дальность, скорость и траекторию тела, брошенного горизонтально.
Новые слова
тело, брошенное горизонтально · gorizontal otilgan jismдальность полёта · uchish uzoqligiпарабола · parabolaкомпоненты скорости · tezlikning tashkil etuvchilari
Объяснение
Тело, брошенное горизонтально с высоты h со скоростью υ₀, участвует в двух независимых движениях: равномерном по горизонтали (x = υ₀t, υₓ = υ₀) и свободном падении из состояния покоя по вертикали (y = h – gt²/2, υᵧ = gt). Время падения на землю зависит только от высоты: t = √(2h/g); дальность полёта s = υ₀t = υ₀√(2h/g). Уравнение траектории y = h – g·x²/(2υ₀²) — парабола. Скорость при приземлении υ = √(υₓ² + υᵧ²) = √(υ₀² + 2gh); её угол с горизонтом tgα = υᵧ/υₓ = gt/υ₀. При криволинейном движении перемещение не равно пути: перемещение — это прямой отрезок, соединяющий начальную и конечную точки, а путь — расстояние вдоль траектории. И модуль, и направление вектора скорости непрерывно меняются.
Примеры
Тело брошено горизонтально с h = 80 м со скоростью υ₀ = 30 м/с (g = 10 м/с²). t = √(2·80/10) = 4 с; s = 30·4 = 120 м; при приземлении υᵧ = 10·4 = 40 м/с, υ = √(30² + 40²) = 50 м/с.
Камень, брошенный горизонтально с края обрыва, падает на расстоянии 60 м через 3 с. Начальная скорость υ₀ = s/t = 60/3 = 20 м/с; высота броска h = gt²/2 = 10·9/2 = 45 м.
Работа в классе
Вместе с учителем: слегка щёлкните один мяч горизонтально с края стола и в тот же момент отпустите второй прямо вниз. Прислушайтесь к звукам падения: падают ли они одновременно? Объясните с помощью принципа независимости. Соберите мячи с пола; никогда не бросайте их в людей.
Упражнения
1
Какой кривой является траектория тела, брошенного горизонтально?
Параболой
2
Тело брошено горизонтально со скоростью υ₀ = 12 м/с с h = 80 м (g = 10 м/с²). Какова дальность полёта (м)? (t = 4 с)
48
3
Тело брошено горизонтально с h = 45 м со скоростью υ₀ = 40 м/с (g = 10 м/с²). Чему равна вертикальная скорость υᵧ при приземлении (м/с)? (t = 3 с)
30
4
Почему время падения тела, брошенного горизонтально, не зависит от начальной скорости?
Вертикальное движение — свободное падение, не зависящее от горизонтального движения; время определяют только h и g.