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ボールは、水平から30度上で30msの初期速度で大砲から撃たれます。ボールごとに最大の高さをヒットするのはどれくらい離れていますか?

この発射体の動きの問題を解決する方法は次のとおりです。

問題を理解する

* 初期速度: ボールは、水平から30度の角度で30 m/sの速度で始まります。

* 水平コンポーネントおよび垂直成分: 初期速度をその水平(vx)および垂直(VY)コンポーネントに分割する必要があります。

* 重力: ボールが発射された後に作用する唯一の力は重力であり、これにより約9.8 m/s²の下方加速が発生します。

計算

1。初期速度の水平および垂直成分

* vx =v * cos(theta)=30 m/s * cos(30°)=25.98 m/s

* vy =v * sin(theta)=30 m/s * sin(30°)=15 m/s

2。空中の時間(飛行時間)

* 理解: ボールが上がり、最高点に達し、その後落ちます。上昇するのにかかる時間は、倒れるのにかかる時間と同じです。

* 垂直運動: 速度(VY)と重力の垂直成分を使用して、最高点に到達するのにかかる時間を見つけます。

* 方程式: vy =g * t(ここで、gは重力による加速度であり、tは最高点に到達する時間です)

* t:の解決 T =Vy / g =15 m / s / 9.8 m /s²=1.53 s

* 空気中の合計時間: 空気中の合計時間は、最高点に達する時間の2倍です:1.53 s * 2 =3.06秒

3。水平距離(範囲)

* 理解: 移動する水平距離は、水平速度と空気中の時間に依存します。

* 方程式: 範囲(r)=vx *時間

* r:の解決 r =25.98 m/s * 3.06 s =79.64 m

4。最大高さ

* 理解: 最大高さは、垂直速度がゼロになったときに発生します(軌跡のピーク時)。

* 方程式: vy²=uy² + 2 * g * h(uyは初期垂直速度、hは最大高さです)

* h:の解決 0 =15² + 2 *(-9.8) * h

* H =15² /(2 * 9.8)=11.48 m

要約

* 空中の時間(飛行時間): 3.06秒

* 水平距離(範囲): 79.64メートル

* 最大高さ: 11.48メートル

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