Как найти скорость тела при столкновении со стеной, стартующее под углом на определенном расстоянии?

Question

[youmee]

Задача по всей видимости элементарная, и у знающих физику людей, не составит труда её решить.
Известно: Масса тела (если это вообще важно, но на сколько я знаю, в данном случае - не важно) - 250кг, угол - 30°, длина троса - 50 метров.



В первую очередь интересует скорость тела, при которой оно столкнётся со стеной. Сила удара.

Задачу можно представить себе как: агент специального подразделения S.W.A.T. (некто), перебирался с одной крыши на другую, по тросу. В определенный момент трос оборвался.

Звучит возможно глупо, но мне интересно, какие данные можно получить в целом.

Так же, по теме: подскажите пожалуйста, какие материалы стоит почитать (и где) по физике и других интересных науках, которые можно использовать в реальной жизни. (В школьные годы занимался совсем не тем, чем следовало бы.)

Comments

[youmee]

И да, это очень упитанный спецагент.

[youmee]

Да, и сопротивление ветра тоже необходимо учесть. Обычное утро. Почти безветренно.

Answer 1

[Евгений]

h сами найдете?

Comments

[youmee]

Не понимаю, а это что? Вроде как формула вычета кинетической энергии. А как найти скорость?

[Евгений]

Скорость это V если что..

[youmee]

Не понимаю в общем. Такие вещи туго даются, т.к. нет понятия как этим пользоваться. Для этого нужны примеры использования формул. Но всё-равно спасибо.

[Андрей Безпалов]

@youmee в каком классе сейчас квадратные уравнения проходят?

[youmee]

@Andrbez зачем грубить?

[Евгений]

Смотрите, все просто:
Шарик в момент отпускания имеет скорость 0, в момент подлета к стене максимальную скорость.
От этого и надо играть, когда шарик в правом положении он находится выше, чем когда он в среднем положении.
Потенциальная энергия шарика в правом положении m*g*h где h это R - R*cos(ф)
Кинетическая энергия в среднем положении m*V^2/2
Приравниваем это все по закону сохранения энергии
m*V^2/2 = m*g*R*(1-cos(ф))
массы сокращаются (вы правы, от массы скорость не зависит) и получается что V= корень(2*g*R*(1-cos(ф)))
R = 50м
g = 10 м/с2
ф = 30 градусов
если посчитать получим V=11.6 м/с

[youmee]

@Nc_Soft Премного благодарен за столь развёрнутый вариант! Спасибо!

Answer 2

[Владлен Грачев]

В точке начала движения вся энергия - потенциальная. Вычисляется как m*g*h. h, если не путаю, будет выражаться как l*(1-cos(pi/6)), где l - длина веревки.

В момент столкновения вся потенциальная энергия перейдет в кинетическую. Которая {mv^2}/2. Соответственно, необходимо приравнять кинетическую энергию к потенциальной и выразить из полученного уравнения скорость. В итоге получится что-то вроде v=sqrt{2*g*l*(1-cos(pi/6))}.
С силой удара Ньютон поможет со своим вторым законом.

Учитывать сопротивление воздуха не надо. В противном случае необходимо учитывать еще и силу натяжения троса и даже то, где находится в данный момент ваш спецагент, так как g везде разное. Мало того, можно вспомнить существование релятивистской механики и использовать ее тоже. Именно для упрощения расчетов и придуманы модели, в которых опущены малозначимые в моделируемых ситуациях факторы.

Почитать учебники физики. Последовательно. Можно разные, но вдумчиво.

Comments

[Евгений]

Научный троллинг, там перепад высот 7 метров, какое изменение g? )))

[Владлен Грачев]

Не в процессе полета, а в зависимости от того, где располагается наш не в меру упитанный товарищ. Оно ж и при движении от экватора к полюсами изменяется, и высота над уровнем моря может меняться более значительно.

А научного тут ничего. Не был я большим любителем физики. Даже чтобы сформулировать ответ, пришлось поднапрячься, формулы вспомнить. Что уж говорить о чем-то серьезном, что могло бы быть шуткой (какая-то нелепая фраза, да).

[youmee]

Спасибо и за ваш ответ!