Bạn đang ở phía sau của một chiếc xe tải nhỏ vào một ngày hè ấm áp và bạn vừa ăn xong một quả táo. Cốt lõi nằm trong tay bạn và bạn nhận thấy chiếc xe tải đang đi qua một bãi rác mở rộng 7,0 m do phía tây của bạn. Xe tải đang đi 30,0 km / h do phía bắc - tiếp?

Bạn đang ở phía sau của một chiếc xe tải nhỏ vào một ngày hè ấm áp và bạn vừa ăn xong một quả táo. Cốt lõi nằm trong tay bạn và bạn nhận thấy chiếc xe tải đang đi qua một bãi rác mở rộng 7,0 m do phía tây của bạn. Xe tải đang đi 30,0 km / h do phía bắc - tiếp?
Anonim

Câu trả lời:

Điểm thuận lợi của tôi trong xe tải:

#v (t) ~ ~ 60j - 10 * 7 / 10k = 60j - 7k # Tôi đang làm tròn #g -> 10 #

# thời gian, t = 7/10 s #

#v (t) = v_ (x) i + v_yj - "gt" k #

#v_ (x) hatx + v_yhaty - "gt" hatz = ((v_x), (v_y), ("- gt")) = ((-30), (60), ("- 9,81t")) # hoặc là

4) #v (t) = -30i + 60j - 7k #

Hướng được cho trong mặt phẳng x-y được cho bởi góc giữa

vector được đưa ra bởi # (- 30i + 60j); theta = tan ^ -1 (-2) = -63,4 ^ 0 # hoặc là #296.5^0#

Lưu ý: Bạn cũng có thể sử dụng bảo toàn động lượng để có được hướng. Tôi đã thêm hướng z vì lõi sẽ chịu ảnh hưởng của trọng lực, do đó sẽ trải qua chuyển động parabol khi nó di chuyển đến bãi rác …

Người quan sát bên ngoài điểm thuận lợi xe tải

Giải trình:

Đây là một câu hỏi lớn minh họa cho sự dịch chuyển và vận tốc tương đối, hoặc trong gia tốc chung. Trong khi câu hỏi của bạn không chạm vào nó, xem xét chung về điều này là để xác định bóng

quỹ đạo trong sự hiện diện #v_y, -v_x "và" a_z = g #. Tôi sẽ cố gắng cung cấp cho bạn cái nhìn sâu sắc về cả quan điểm 2-D và 3-D đơn giản hóa của vấn đề.Tôi sẽ làm điều này từ điểm tham chiếu của tôi trong xe tải (đó là những gì câu hỏi của bạn yêu cầu) và từ một người quan sát bên ngoài tàu.

Người quan sát - Bên trong xe tải, tôi: Lõi sẽ di chuyển với vận tốc không đổi, #v_ "Bắc" = v_y = 60 m / s # cách xa tàu. Không có gì làm chậm cốt lõi. Vì vậy, tôi sẽ thấy quả bóng ngay trước mặt tôi, bay xa hơn và rơi xuống với # v_z = gt #

rõ ràng, sẽ có một quỹ đạo cong, một parabol trong y-z, mặt phẳng nơi tàu đang di chuyển vuông góc với. Vì vậy, những gì tôi thấy là vector,

1) #v (t) = v_yj - "gt" k = v_yhaty - "gt" hatz = ((0), (v_y), ("- gt")) = ((0), (v_y), ("- 9,81 t ")) # hoặc là

2) #v (t) = 60j - 9,81tk #

Để tính t, bạn sử dụng # v_y # và khoảng cách đến bãi rác

khoảng cách #y = 7 m #

#t = (7 m) / (60 m / s) = 7/60 giây ~ ~.1167 # chèn cái này vào 2 và chúng ta có:

3) #v (t) ~ ~ 60j - 10 * 7 / 10k = 60j - 7k # Tôi đang làm tròn #g -> 10 #

Người quan sát - Bên ngoài xe tải, Bạn rõ ràng một người quan sát ở bên cạnh đi sát vào xe tải cũng sẽ thấy tốc độ của xe tải nên chúng ta cần điều chỉnh phương trình 1) và 2) như:

3) #v (t) = v_ (x) i + v_yj - "gt" k #

#v_ (x) hatx + v_yhaty - "gt" hatz = ((v_x), (v_y), ("- gt")) = ((-30), (60), ("- 9,81t")) # hoặc là

4) #v (t) = -30i + 60j - 7k #

Hướng được cho trong mặt phẳng x-y được cho bởi góc giữa

vector được đưa ra bởi # (- 30i + 60j); theta = tan ^ -1 (-2) = -63,4 ^ 0 # hoặc là #296.5^0#