background image

ZAD 9 

Od rakiety, która wznosi si  pionowo w gór , w chwili, gdy ma ona pr dko  v

0

 = 300 m/s, oderwał si  na 

wysoko ci h = 2 km jeden z niepotrzebnych ju  zbiorników paliwa. Znale  czas t, po którym zbiornik ten 

opadnie na ziemi . Opory powietrza pomin . 

Rozwi zanie 

O  y w gór , punkt zerowy osi y na poziomie ziemi, 

)

2

0

2

2

0

2

0

kwadratowe

 

(równanie

gt

t

v

h

gt

t

v

h

y

+

=

+

=

 

2

2

2

5

300

2000

0

s

s

s

m

m

t

s

m

t

+

=

 

∆=130000, t

(1) 

−6,06s, t

(2)

=66,06 s 

t

(1) 

< 0 nie spełnia warunków zadania (czas lotu nie mo e by  ujemny), 

zatem odpowied  jest: t = t

(2)

=66,06 s

 

 
ZAD 10 

Z  wysoko ci  h =  220  m  nad  poziomem  ziemi  spada swobodnie ciało A. W momencie, w którym to ciało 

zacz ło spada , z poziomu ziemi wyrzucono ciało B pionowo w gór  z pr dko ci  pocz tkow  v

0

 = 50 m/s. 

W jakim momencie czasu i na jakiej wysoko ci spotkaj  si  te ciała? 

 

Rozwi zanie 
O  y w gór , punkt zerowy osi y na poziomie ziemi, 

2

)

2

(

2

)

1

(

2

0

2

2

1

gt

t

v

y

gt

h

y

=

=

  

Mo na napisa   

y

1 

y

2

bowiem ciała w chwili spotkania musz  znajdowa  si  

 na tej samej wysoko ci. Zatem 

s

4,4

s

m

50

m

220

=

=

=

=

=

0

0

2

0

2

2

2

v

h

t

t

v

h

gt

t

v

gt

h

x

x

x

x

x

 

Wysoko  h

x

 na jakiej spotkały si  ciała znajdziemy wstawiaj c otrzymany czas do (1) lub (2) 

( )

(

)

( )

(

)

m

123,2

m

96,8

220

2

s

4,4

s

m

10

m

123,2

m

96,8

220

2

s

4,4

s

m

10

m

220

2

2

2

2

=

=

=

=

=

=

=

=

s

s

m

gt

t

v

h

gt

h

h

x

x

x

x

x

4

,

4

50

2

)

2

(

2

)

1

(

2

0

2

 

 

ZAD 11 

Z  jak   pr dko ci   pocz tkow   v

0

  nale y  wyrzuci   pionowo  w  gór   ciało  z  wysoko ci  H = 20 m  nad 

poziomem ziemi, aby spadło na ziemie po czasie t = 6 s. 

Rozwi zanie 
O  y w gór , punkt zerowy osi y na poziomie ziemi,

 

s

m

s

m

s

m

s

s

m

2

67

,

26

33

,

3

30

6

20

2

6

10

2

2

2

2

0

?

6

,

20

0

2

0

2

0

0

=

=

=

=

=

=

=

+

=

=

=

=

t

H

gt

v

t

H

gt

t

H

gt

v

gt

t

v

H

v

t

m

H

 

 

 

v

0 

(+)  (−) 

v

0 

(+)  (−) 

t

h

v

0 

(+)  (−) 

H= 20 m 

t=6 s 

background image

ZAD 12 

Z jakiej wysoko ci spadło ciało, je eli ostatnie 2/3 drogi przebyło w czasie t

2

 = 2 s. Jak  miało pr dko  

ko cow  v

k

? (v

0

 = 0) 

Rozwi zanie 
O  y w dół, punkt zerowy osi y na poziomie ziemi h

Oznaczmy przez t

x

 czas spadku ciała z wysoko ci h.  

Wtedy  

2

)

1

(

2

x

gt

h

=

 

Z faktu,  e ostatnie 2/3 drogi ciało przebyło w czasie 2 s wynika,  e pierwsze 1/3  
drogi ciało przebyło w czasie t

x

−2 s, co mo na zapisa  

(

)

2

2

3

1

)

2

(

2

=

x

t

g

h

 

Wstawiaj c h z (1) do (2) otrzymujemy równanie  

(

)

2

2

2

3

1

2

2

=

x

x

t

g

gt

 

co po przekształceniach daje równanie kwadratowe w postaci: 

(

)

0

6

6

0

12

12

2

12

12

3

2

3

2

2

2

2

2

2

=

+

=

+

+

=

=

x

x

x

x

x

x

x

x

x

t

t

t

t

t

t

t

t

t

 

∆=12,  t

(1) 

= 1, 27 s, t

(2) 

= 4, 73 s  

Wynik t

(1)

 = 1, 27 s nale y odrzuci  gdy  całkowity czas spadku ciała nie mo e by  mniejszy ni  2 s.  

Rozwi zaniem jest t

(2) 

= 4, 73 s 

Wysoko  obliczamy wstawiaj c czas t

(2) 

= 4, 73 s np. do (1) 

( )

m

112

2

s

4,73

s

m

10

2

2

2

=

=

=

2

2

x

gt

h

 

Pr dko  ko cow  z wzoru  

s

m

m

112

s

m

10

2

3

,

47

2

2

=

=

=

gh

v

k

 

 

ZAD 13 

Jak nale y wyrzuci  ciało z samolotu, aby spadło pionowo w dół? Podaj warto , kierunek i zwrot tego rzutu. 

Czy istnieje tylko jeden taki kierunek? 

Tak by składowa pozioma pr dko ci (wzgl dem samolotu) wyrzucanego ciała kompensowała składow  poziom  pr dko ci samolotu. 

 

ZAD 14 

Z wie y o wysoko ci h = 25 m rzucono poziomo kamie  z pr dko ci  v

0

 = 10 m/s. W jakiej odległo ci od 

podstawy wie y spadnie on na ziemi  i jak  osi gnie pr dko  ko cow ? Napisa  równanie toru tego ciała 

Rozwi zanie 
O  y w gór , o  x w prawo 

poziomie)

 

(ruch w

pionie)

 

(ruch w

t

v

x

gt

h

y

0

2

)

2

(

2

)

1

(

=

=

 

z (2) liczymy t i wstawiamy do (1) 

 toru)

(równanie

2

0

2

2v

gx

h

y

=

- parabola 

Pr dko   ko cowa  v

k

  jest  sum   wektorow   składowej  poziomej  pr dko ci  (v

0

)  oraz  składowej  pionowej  pr dko ci  v

y

  (w  chwili 

zderzenia z ziemi ) 
Na pr dko  ko cow  w spadku swobodnym znany jest wzór 

gh

v

y

2

=

, który mo na wyprowadzi , jak poni ej: 

t

h/3

 

h=? 

t

x

−2 s

 

t

 

v

v

v

k 

v

y 

h

 

background image

gt

v

gt

h

y

y

=

=

)

2

(

2

)

1

(

2

      wstawiaj c t z (2) do (1) (dla y = 0) mamy   

  

2

0

2

=

g

v

g

h

y

   

gh

v

v

gh

g

gv

h

y

y

y

2

2

2

0

2

2

2

=

=

=

  

 

Ostatecznie 

( )

s

m

24,5

m

25

s

m

10

2

s

m

10

2

2

2

2

=

+

=

+

=

gh

v

v

k

2

2

0

 

Odległo  s od podstawy wie y znajdziemy z wzoru  

t

v

s

=

0

, gdzie czas t jest czasem swobodnego spadku ciała z wysoko ci 

g

h

t

gt

h

2

2

2

=

=

  czyli,  

m

s

m

10

m

25

2

s

m

10

2

4

,

22

2

0

0

=

=

=

=

g

h

v

t

v

s

 

 

 
ZAD 15 

Kamie   wyrzucono  pod  k tem 

α  =  60°  do  poziomu  z  szybko ci   v

0

 = 20  m/s.  Obliczy   czas,  po  którym 

wektor  pr dko ci  kamienia  utworzy  z  poziomem  k t 

β  =  30°  oraz  wysoko ,  na  której  b dzie  si   w  tym 

momencie znajdował. 

Rozwi zanie 

β

tg

v

v

x

y

 

gdzie 

gt

v

v

y

α

= sin

0

 oraz 

α

= cos

0

v

v

x

, zatem 

s

g

v

v

t

v

gt

v

v

gt

v

15

,

1

cos

sin

cos

sin

cos

sin

0

0

0

0

0

0

=

β

α

α

=

β

α

=

α

β

=

α

α

tg

tg

tg

 

m

3

,

13

2

sin

2

0

=

α

=

gt

t

v

h

 

 

 

β 

α 

v

0

cos

α 

v

0

cosα 

v

0

sin

α−gt 

v

0

sinα 

v

0

 

v 

background image

 

ZAD 16 

Pod  jakim  k tem 

α  do  poziomu  nale y  ustawi   luf   działa  stoj cego  na  ziemi,  aby  trafi   w  szczyt  wie y  o 

wysoko ci h = 50 m znajduj cej si  w odległo ci s = 400 m od stanowiska działa? Pr dko  wylotowa pocisku v

0

 

= 300 m/s. Czy jest tylko jedna odpowied ? 

Rozwi zanie: 

(

)

(

)

rys)

 

(patrz

 

ie

 trajektor

dwie

 

zatem

 

-

88,7

 

oraz

 

8,4

k ty 

 

dwa

 

odpowiadaj

 ,

 

 x

,

  x

a

rozwi zani

 

dwa

 

ma

 

które

 

kwadratowe

 

równanie

otrzymujem

tg

 x

c

podstawiaj

jest tg

 

zmienn

 

szukan

 

gdzie

 

kwadratowe

 

równanie

 

jest to

tg

tg

tg

tg

sin

tg

sin

tg

tryczna)

 trygonome

jedynka

 

 tzw.

(jest to

sin

zachodzi

 

k ta

 

dowolnego

 

dla

  

e

 ,

zale no ci

 

z

 

korzystamy

tg

(1)

 

do

 

 wstawiamy

czym

 

po

obliczamy

(2)

z

poziomym)

kierunku 

 

y w

jednostajn

(ruch 

pionowym)

kierunku 

 

 w

gór

 

pionowy w

(rzut 

s

m

m

m

0

0

2

1

2

2

2

2

2

0

2

2

0

2

2

2

0

2

2

0

2

2

2

0

2

2

2

2

0

2

2

2

0

2

2

2

2

0

2

2

2

2

0

2

2

0

0

0

0

0

2

0

0

2

2

0

2

2

0

1

2

cos

cos

2

cos

2

cos

cos

2

tan

cos

cos

2

2

cos

cos

sin

cos

)

2

(

cos

)

1

(

2

sin

?

,

300

,

400

,

50

x

v

gs

x

s

v

gs

h

v

gs

s

v

gs

h

zatem

v

gs

s

v

gs

s

v

gs

s

v

gs

s

h

v

gs

s

v

s

g

v

s

v

h

v

s

t

t

t

v

s

gt

t

v

h

v

s

h

+

=

α

=

α

α

α

+

=

α

+

α

=

α

α

+

α

α

=

α

α

+

α

α

=

α

α

=

=

α

+

α

α

α

α

=

α

α

α

=

α

=

α

=

α

=

=

α

=

=

=

1

1

 

 

background image

 

ZAD 18 

Kamie   wyrzucony  z  szybko ci  v

0

 =  12  m/s.  pod  k tem 

α = 45° do poziomu spadł na ziemi  w pewnej 

odległo ci s od miejsca wyrzucenia. Z jakiej wysoko ci h nale y rzuci  kamie  w kierunku poziomym, aby 

przy  tej  samej  pr dko ci  pocz tkowej  v

0

  upadł  w  to  samo  miejsce?  (Uwaga:  Nale y  wykorzysta   rozkład 

ruchu na niezale ne ruchy prostoliniowe wzdłu  kierunków prostopadłych) 

Rozwi zanie: 

( )

( )

( )

m

m

s

m

s

m

:

y

otrzymujem

 

(2)

 

do

 

(1)

 

z

 

 

czas

 

wstawiaj c

upadku

 

chwili

 

w

upadku

 

chwili

 

w

(1)

 wtedy

prawo)

 

 x w

o

 

ziemi,

 

poziomie

 

na

 

na

 

osi

pocz tek 

 

gór ,

 

y w

 

(o

mamy 

 

poziomego

rzutu 

 

dla

upadku

 

chwili

 

w

upadku

 

chwili

 

w

(1)

 wtedy

prawo)

 

 x w

o

 

H,

 

 wysoko ci

na

 

osi

pocz tek 

 

dól,

 

y w

 

(o

mamy 

 

poziomego

rzutu 

 

dla

m

m

m

s

s

m

:

i

 to samo c

z

 

korzystamy

otrzymujem

 

(3))

 

do

 

(lub

 

(2)

 

do

 

(1)

 

z

 

 

czas

 

Wstawiaj c

upadku

 

chwili

 

w

napisa

 

 te

mo na

upadku

 

chwili

 

w

upadku

 

chwili

 

w

(1)

prawo)

 

 x w

o

 

ziemi,

 

poziomie

 

na

 

na

 

osi

pocz tek 

 

gór ,

 

y w

 

(o

mamy 

 

uko nego

rzutu 

 

dla

2

2

2

2

2

2

2

2

,

7

12

4

,

14

2

10

2

2

2

2

)

2

(

lub

2

2

)

2

(

4

,

14

10

144

90

sin

10

12

2

sin

2

sin

cos

sin

2

cos

sin

2

cos

sin

2

sin

2

sin

sin

sin

)

3

(

sin

2

2

sin

0

2

sin

)

2

(

cos

cos

cos

45

,

12

2

2

2

0

2

2

2

0

0

0

2

2

0

0

0

2

2

0

2

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

2

0

0

0

0

0

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

α

=

α

=

α

α

α

α

=

α

=

α

=

α

α

=

α

α

=

=

α

α

=

α

=

α

=

α

=

α

=

=

α

=

v

s

g

gt

H

t

gt

H

gt

H

y

v

s

t

t

v

s

t

v

x

gt

H

gt

y

v

s

t

t

v

s

t

v

x

g

v

s

g

v

s

v

s

g

v

t

gt

v

gt

v

v

t

v

v

gt

v

gt

t

v

gt

t

v

y

v

s

t

t

v

s

t

v

x

s

m

v

y

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

0 

v

0