Question

Từ đỉnh ngọn tháp cao 80m ,một quả cầu được ném theo phương ngang với vận tốc đầu 20 m/s²

a) Viết phương trình tọa độ của quả cầu. Xác định tọa độ của quả cầu sau khi ném 2s

b) Viết phương trình quỹ đạo của quả cầu. Quỹ đạo này là đường gì ?

c) Quả cầu chạm đất ở vị trí nào ? Vận tốc khi chạm đất là bao nhiêu ?

Answer 1

Chọn gốc toạ độ O ở đỉnh tháp, trục toạ độ ox theo hướng v₀ trục oy thẳng đứng xuống dưới.

Gốc thời gian là lúc ném vật. 

Theo phương ox: Vật chuyển động thẳng đều với vận tốc v_x = v₀; x₀ = 0 

Theo phương oy: vật chuyển động nhanh dần đều với vận tốc đầu v_0y = 0 ; y₀ = 0 

a. Phương trình toạ độ của quả cầu: 

=> x = v₀t => x = 20t (a)

=> y = 1/2 gt² => y = 5t² (b)

Lúc t = 2s => x = 40m => y = 60m

b. Phương trình quỹ đạo của quả cầu: 

Từ (a) => t = x/20 thế vào (b) ta có :

\(y=5\left(\frac{x}{20}\right)^2=\frac{1}{80}x^2\left(m\right)\) (\(x\ge0\))

=> Quỹ đạo là đường Parabol, đỉnh O

c.Khi quả cầu chạm đất thì y = 80 m 

Ta có y = 1/80 x² = 80 => x = 80 m

Quả cầu chạm đất tại nơi cách chân tháp 80 m 

Vận tốc quả cầu: \(v=\sqrt{v^2_x+v_y^2}=\sqrt{v_0^2+\left(gt\right)^2}\)

Thời gian để quả cầu chạm đất 

\(t=\frac{2y}{9}=4s\)

Vậy : v = \(\sqrt{20^2+\left(10.4\right)^2}\approx44,7\) m/s