假设您以足够高的速度发射射弹,它可以在远处击中目标。鉴于速度为34米/秒且距离为73米,射弹可以从两个可能的角度发射?

假设您以足够高的速度发射射弹,它可以在远处击中目标。鉴于速度为34米/秒且距离为73米,射弹可以从两个可能的角度发射?
Anonim

回答:

#alpha_1〜= 19,12°#

#alpha_2〜= 70.88°#.

说明:

运动是一个抛物线运动,即两个运动的组合:

第一个是水平的,是一个有法律的统一运动:

#X = X_0 + V_(0X)T#

第二个是法律的减速运动:

#y = y_0 + v_(0y)t + 1 / 2g t ^ 2#,

哪里:

  • #(X,Y)# 是当时的位置 #T#;
  • #(X_0,y_0)# 是最初的位置;
  • #(V_(0X),V_(0Y))# 是初始速度的组成部分,对于三角法则:

    #v_(0X)= v_0cosalpha#

    #v_(0Y)= v_0sinalpha#

    (#α# 是矢量速度与水平面形成的角度);

  • #T# 是时候;
  • #G# 是重力加速度。

为了获得运动方程,一个抛物线,我们必须解决上面写的两个方程之间的系统。

#X = X_0 + V_(0X)T#

#y = y_0 + v_(0y)t + 1 / 2g t ^ 2#.

让我们找出 #T# 从第一个等式开始,让我们在第二个等式中取代:

#T =(X-X_0)/ V_(0X)#

#Y = y_0 + V_(0Y)(X-X_0)/ V_(0X)-1 / 2G *(X-X_0)^ 2 / V_(0X)^ 2# 要么:

#Y = y_0 + v_0sinalpha(X-X_0)/(v_0cosalpha)-1 / 2G *(X-X_0)^ 2 /(V_0 ^ 2COS ^ 2alpha)# 要么

#Y = y_0 + sinalpha(X-X_0)/ cosalpha-1 / 2G *(X-X_0)^ 2 /(V_0 ^ 2COS ^ 2alpha)#

要找到我们可以假设的范围:

#(X_0,y_0)# 是起源 #(0,0)#,它落下的点有坐标: #(0,x)的# (#X# 范围!),所以:

#0 = 0 + sinalpha *(X-0)/ cosalpha-1 / 2G(X-0)^ 2 /(V_0 ^ 2COS ^ 2alpha)RARR#

#X * sinalpha / cosalpha-G /(2v_0 ^ 2COS ^ 2alpha)的x ^ 2 = 0rArr#

#X(sinalpha / cosalpha-G /(2v_0 ^ 2COS ^ 2alpha)X)= 0#

#X = 0# 是一个解决方案(初始点!)

#X =(2sinalphacosalphav_0 ^ 2)/ G =(V_0 ^ 2sin2alpha)/ G#

(使用窦的双角公式)。

现在我们有了 对 公式回答问题:

#sin2alpha =(X *克)/ V_0 ^ 2 =(73 * 9.8)/ 34 ^ 2〜= 0,6189rArr#

#2alpha_1〜= arcsin0,6189 + K360°〜= 38,23°#

#alpha_1〜= 19,12°#

和(鼻窦有补充解决方案):

#2alpha_2〜= 180°+ -arcsin0,6189 K360°〜= 180°-38,23°〜= 141,77°#

#alpha_2〜= 70.88°#.