Et kanonboldskud med en indledende hastighed på 141ms i vinkel 45 grader rammer en ballon toppen af ​​dens bane forsømmer luftmodstand, hvor hurtigt går det?

Forståelse af fysik

* Projektilbevægelse: Cannonballs bevægelse er et klassisk eksempel på projektilbevægelse, hvor tyngdekraften fungerer som den eneste kraft, der påvirker dens lodrette bevægelse.

* symmetri: Banen for et projektil er symmetrisk. Den oprindelige hastighed ved lanceringen er lige i størrelse med den endelige hastighed, når den når den samme højde (i dette tilfælde højden på ballonen).

Løsning

Da kanonkuglen rammer ballonen øverst på sin bane, betyder det, at den har nået sin maksimale højde. På dette tidspunkt er den lodrette komponent af dens hastighed nul. Imidlertid forbliver den vandrette komponent af hastigheden konstant under hele flyvningen (forsømmer luftmodstand).

1. Horisontal hastighed:

* Den oprindelige vandrette hastighed (V _x ) beregnes ved hjælp af:

v _x =V * cos (θ)

hvor:

* V er den oprindelige hastighed (141 m/s)

* θ er lanceringsvinklen (45 grader)

* v _x =141 m/s * cos (45 °) =99,8 m/s (ca.)

2. endelig hastighed:

* Da den vandrette hastighed forbliver konstant, er den endelige hastighed af kanonkuglen, når den rammer ballonen, lig med dens vandrette hastighed:

v _final =v _x =99,8 m/s

Derfor går kanonkuglen cirka 99,8 m/s, når den rammer ballonen.