Question

Từ mặt đất một quả cầu được néo theo phương hướng lên hợp với phương  ngang một góc 60 0 với vận tốc 20m/s.

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

b. Xác định tọa độ và vận tốc của quả cầu lức 2s

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

Answer 1

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ

Thời điểm ban đầu

Chiếu lên trục ox có

x 0 = 0 ; v 0 x = v 0 cos α = 20. 1 2 = 10 m / s

Chiếu lên trục oy có: y 0 = 0

v 0 y = v 0 sin α = 20. 3 2 = 10 3 m / s

Xét tại thời điểm t có  a x = 0 ; a y = − g

Chiếu lên trục ox có

v x = 10 ; x = 10 t

Chiếu lên trục oy có:  v y = 10 3 − 10 t ; y = 10 3 t − 5 t 2

⇒ y = 3 x − x 2 20  Vậy quỹ đạo của vật là một parabol

b. khi vật 2s ta có x = 10.2 = 20 m ; y = 10 3 .2 − 5.2 2 = 14 , 641 m

Vận tốc của vật lức 2s là  v 1 = v 1 x 2 + v 1 y 2

với  v 1 x = 10 m / s ; v 1 y = 10 3 − 10.2 = − 2 , 68 m / s

⇒ v 1 = 10 2 + − 2 , 68 2 = 10 , 353 m / s

c. Khi chạm đất  y = 0 ⇒ 3 x − x 2 20 = 0 ⇒ x = 20 3 m

và  10 3 t − 5 t 2 = 0 ⇒ t = 2 3 s

Vật chạm đất cách vị trí ném là  20 3 m

Vận tốc khi chạm đất  v = v x 2 + v y 2

với  v x = 10 m / s ; v y = 10 3 − 10.2 3 = − 10 3 m / s

⇒ v = 10 2 + − 10 3 2 = 20 m / s