Phương trình chuyển động ném xiên của viên bi:
Theo trục Ox: \(x=\left(v_0\cos\alpha\right)t\)
Theo trục Oy: \(y=\left(v_0\sin\alpha\right)t-\dfrac{1}{2}gt^2\)
Phương trình quỹ đạo của viên bi: \(y=\dfrac{-g}{2v_0^2\cos^2\alpha}x^2+\left(\tan\alpha\right)x\)
Để tầm xa trên mặt bàn cực đại thì viên bi phải bay sát mép bàn và hợp với phương ngang 1 góc 45 độ
Dễ chứng minh: \(\cos\alpha=\sqrt{\dfrac{1}{2}-\dfrac{gh}{v_0^2}}\)
Chứng minh: Ta có: \(v_x=v_y\Leftrightarrow v^2x=v^2y\) (1)
\(v^2x=v_0^2\cos^2\alpha\left(2\right)\) và \(v^2y-v_0^2\sin^2\alpha=-2gh\Rightarrow v^2y=-2gh+v_0^2\sin^2\alpha\left(3\right)\)
Từ (1),(2),(3) \(\Rightarrow v_0^2\cos^2\alpha=v_0^2\sin^2\alpha-2gh\Rightarrow\cos\alpha=\sqrt{\dfrac{1}{2}-\dfrac{gh}{v_0^2}}\) ( Done :D )
Tại mặt bàn: \(y=h\Leftrightarrow-\dfrac{g}{2v_0^2\cos^2\alpha}x^2+\left(\tan\alpha\right)x=h\left(4\right)\)
(4) có 2 nghiệm x1 < x2
Gọi x1 là khoảng cách từ chỗ ném viên bi đến chân bàn H
x2 là tầm xa cực đại trên mặt bàn của viên bi
\(\left(4\right)\Leftrightarrow x=\dfrac{v_0^2}{g}\left(\sin\alpha\cos\alpha\pm\dfrac{\cos\alpha\sqrt{v_0^2\sin^2\alpha-2gh}}{v_0}\right)\)
Ta đã chứng minh được: \(\cos\alpha=\sqrt{\dfrac{1}{2}-\dfrac{gh}{v_0^2}}\) \(\Rightarrow\sin\alpha=\sqrt{\dfrac{1}{2}+\dfrac{gh}{v_0^2}}\)
\(\Rightarrow x_1=\dfrac{v_0^2}{g}\left[-\dfrac{1}{2}+\dfrac{gh}{v_0^2}+\sqrt{\dfrac{1}{4}-\left(\dfrac{gh}{v_0^2}\right)^2}\right]\)
\(\Rightarrow x_2=\dfrac{v_0^2}{g}\left[\dfrac{1}{2}-\dfrac{gh}{v_0^2}+\sqrt{\dfrac{1}{4}\left(\dfrac{gh}{v_0^2}\right)^2}\right]\)
Vậy......
