Một người đang chơi ở đỉnh tòa nhà cao 45m cầm một vật có khối lượng m ném theo phương ngang với vận tốc ban đầu là 20 m / s xuống đất, bỏ qua lực cản của không khí. Cho g = 10 m / s 2
a. Viết phương trình quỹ đạo của vật, khoảng thời gian vật chạm đất, và khoảng cách từ nhà đến vị trí rơi
b. Xác định vận tốc của vật khi chạm đất
c. Gọi M là điểm bất kỳ trên quỹ đạo rơi của vật mà tại đó vec tơ vận tốc hợp với phương thẳng đứng một góc α = 60 0 . Tính độ cao của vật khi đó
a.Chọn hệ quy chiếu Oxy với O là ở mặt đất
+ Trên trục Ox ta có :
a x = 0 ; v x = v o = 20 ( m / s ) ; x = v o t = 20 t
+ Trên trục Oy ta có :
a y = - g ; v y = - g t = - 10 t
y = h − 1 2 g t 2 = 45 − 5 t 2 ⇒ y = 45 − x 2 80
Dạng của quỹ đạo của vật là một phần parabol
Khi vật chạm đất
y = 0 ⇒ 45 − 5 t 2 = 0 ⇒ t = 3 s
Tầm xa của vật L = x max = 20.3 = 60 m
b. Vận tốc của vật khi chạm đất v = v x 2 + v y 2
Với v x = 20 m / s ; v y = − 10.3 = − 30 m / s
⇒ v = 20 2 + 30 2 = 36 , 1 m / s
c. Khi vận tốc của vật hợp với phương thẳng đứng một góc 60 0
Ta có tan 60 0 = v v v y = 30 10 t ⇒ 3 = 3 t ⇒ t = 3 s
Vậy độ cao của vật khi đó h = y = 45 − 5 3 2 = 30 m