Кинематика — Задание 22 ЕГЭ по физике №00021663
Кинематика
№2. Задание 22
ID: 00021663
С платформы высотой $30$ м спортсмен ростом $180$ см горизонтально бросил ядро со скоростью $15$ м/с. Найдите скорость ядра через $2$ с.
Источник: ФИПИ
Решение
Идея
Ядро брошено горизонтально — классика: два независимых движения одновременно. По горизонтали ядро никто не разгоняет и не тормозит (сопротивлением воздуха пренебрегаем), поэтому горизонтальная скорость сохраняется. По вертикали ядро свободно падает с ускорением $g$. Ядро считаем материальной точкой и работаем в инерциальной системе отсчёта «Земля» — тогда справедлива кинематика равноускоренного движения. А высота платформы и рост спортсмена нужны только для одного: проверить, что через $2$ с ядро всё ещё в полёте.
Шаг 1. Проекции скорости
Горизонтальная проекция не меняется: $v_x=v_0=15$ м/с. Вертикальная набирается за счёт свободного падения: $v_y=gt=10\cdot2=20$ м/с.
Шаг 2. Проверяем, что ядро ещё летит
За $2$ с ядро опустилось на $\dfrac{gt^2}{2}=\dfrac{10\cdot2^2}{2}=20$ м, а стартовало оно с высоты $30+1{,}8=31{,}8$ м. До земли не долетело — формулы свободного полёта применимы.
Шаг 3. Собираем полную скорость
Проекции перпендикулярны друг другу, поэтому модуль скорости находим по теореме Пифагора:
$$v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}=\sqrt{15^2+20^2}=\sqrt{225+400}=\sqrt{625}=25\ \text{м/с}$$
Ответ
$v=25$ м/с
Другие задания по теме «Кинематика» (8)
- Задание 22 №00041310 — На ящике с новогодним салютом написано: «Высота полёта снарядов — 40 метров».…
- Задание 22 №00041309 — Поезд начал торможение с начальной скоростью 72 км/ч. За последний километр его…
- Задание 22 №00041074 — Водитель легкового автомобиля длиной l индекс 1 равно 4 м движется со скоростью…
- Задание 22 №00041073 — Дельтапланерист летит на юг со скоростью 12 м/с. Внезапно подул восточный ветер…
- Задание 22 №00041072 — Период вращения платформы карусельного станка равен 4 с. Найти скорость крайних…
- Задание 22 №00041071 — Самолёт после посадки катится по взлётно-посадочной полосе с постоянным…
- Задание 22 №00041070 — Машина замедлялась с постоянным ускорением и за последние 200 секунд перед…
- Задание 22 №00041059 — Два смельчака прыгают с мостов: первый с высоты 20 м без начальной скорости,…