Решение
Дано:
v_0 = 5 \text{ м/с}, g = 10 \text{ м/с}^2, тело брошено вертикально вверх с поверхности Земли (y_0 = 0)
Найти:
верные утверждения из предложенных
Решение:
Из таблицы: скорость обнуляется при t_{\text{верх}} = 0{,}5 \text{ с}, начальная скорость v_0 = 5 \text{ м/с}.
Уравнение координаты при движении вертикально вверх (ось y — вверх):
y(t) = v_0 t - \frac{g t^2}{2}
Утверждение 1: «Тело поднялось на максимальную высоту 0,8 м.»
y_{\text{max}} = v_0 t_{\text{верх}} - \frac{g t_{\text{верх}}^2}{2} = 5 \cdot 0{,}5 - \frac{10 \cdot 0{,}25}{2} = 2{,}5 - 1{,}25 = 1{,}25 \text{ м}
Утверждение неверно (y_{\text{max}} = 1{,}25 \text{ м}, а не 0{,}8 м).
Утверждение 2: «Начальная скорость тела равна 4 м/с.»
По таблице v_0 = 5 \text{ м/с}. Утверждение неверно.
Утверждение 3: «В момент t = 0{,}2 с тело находилось на высоте 0{,}45 м.»
y(0{,}2) = 5 \cdot 0{,}2 - \frac{10 \cdot 0{,}04}{2} = 1{,}0 - 0{,}2 = 0{,}8 \text{ м}
Утверждение неверно (y = 0{,}8 м, а не 0{,}45 м).
Утверждение 4: «На высоте 0{,}8 м от поверхности Земли скорость тела была равна 3 м/с.»
Мы нашли, что y(0{,}2) = 0{,}8 \text{ м}, а из таблицы в момент t = 0{,}2 с модуль скорости |v| = 3 \text{ м/с}. Утверждение верно.
Утверждение 5: «За 0{,}7 с полёта путь тела составил 1{,}45 м.»
За t = 0{,}5 с тело поднялось на y_{\text{max}} = 1{,}25 м (это и есть путь вверх).
За t = 0{,}7 с координата: y(0{,}7) = 5 \cdot 0{,}7 - \frac{10 \cdot 0{,}49}{2} = 3{,}5 - 2{,}45 = 1{,}05 \text{ м}
Значит тело опустилось от y_{\text{max}} = 1{,}25 м до y = 1{,}05 м — прошло вниз 0{,}20 м.
Полный путь: s = 1{,}25 + 0{,}20 = 1{,}45 \text{ м}. Утверждение верно.