Wenn ein Projektil unter einem Winkel theta der Horizontalen projiziert wird und es gerade durch Berührung der Spitze zweier Wände der Höhe a passiert ist, getrennt durch einen Abstand 2a, dann zeigen Sie, dass der Bewegungsbereich 2a cot (theta / 2) sein wird.

Wenn ein Projektil unter einem Winkel theta der Horizontalen projiziert wird und es gerade durch Berührung der Spitze zweier Wände der Höhe a passiert ist, getrennt durch einen Abstand 2a, dann zeigen Sie, dass der Bewegungsbereich 2a cot (theta / 2) sein wird.
Anonim

Hier ist die Situation unten dargestellt.

Also nach der Zeit lassen # t # von seiner Bewegung wird es Höhe erreichen #ein#, wenn man die vertikale Bewegung betrachtet, Wir können sagen, # a = (u sin theta) t -1/2 g t ^ 2 # (# u # ist die Projektionsgeschwindigkeit des Projektils)

Wenn wir das lösen, bekommen wir

# t = (2u sin theta _- ^ + sqrt (4u ^ 2 sin ^ 2 theta -8ga)) / (2g) #

Also ein Wert (kleinerer Wert) von # t = t # (let) schlägt die Zeit vor, um zu erreichen #ein# während der Aufstieg und der andere (größere) # t = t '# (lassen Sie), während Sie herunterkommen.

Wir können also in diesem Zeitintervall die horizontal zurückgelegte Entfernung des Projekts sagen # 2a #, Also können wir schreiben, # 2a = u cos theta (t'-t) #

Die Werte setzen und arrangieren, wir bekommen, # u ^ 4 sin ^ 2 2theta -8 aa ^ cos ^ 2 theta-4a ^ 2g ^ 2 = 0 #

Lösen für # u ^ 2 #,wir bekommen, # u ^ 2 = (8gacos ^ 2 theta _- ^ + sqrt (64g ^ 2a ^ 2 cos ^ 4 theta + 16a ^ 2g ^ 2sin ^ 2 theta)) / (2 sin ^ 2 2 theta) #

Zurücksetzen #sin 2theta = 2 sin theta cos theta # wir bekommen, # u ^ 2 = (8gacos ^ 2 theta _- ^ + sqrt (64g ^ 2a ^ 2 cos ^ 4 theta + 64a ^ 2g ^ 2sin ^ 2 theta cos ^ 2 theta)) / (2 sin ^ 2 2 theta) #

oder, # u ^ 2 = (8ga cos ^ 2 theta + sqrt (64g ^ 2a ^ 2cos ^ 2 theta (cos ^ 2 theta + sin ^ 2 theta))) / (2sin ^ 2 2 theta) = (8gacos ^ 2 theta + 8ag cos theta) / (2 sin ^ 2 2 theta) = (8agcostheta (cos theta + 1)) / (2 sin ^ 2 2 theta) #

jetzt ist die Formel für den Bereich der Projektilbewegung # R = (u ^ 2 sin 2 theta) / g #

Multiplizieren Sie also den erhaltenen Wert von # u ^ 2 # mit # (sin2 theta) / g #,wir bekommen, # R = (2a (cos theta + 1)) / sin theta = (2a * 2 cos ^ 2 (theta / 2)) / (2 sin (theta / 2) cos (theta / 2)) = 2a cot (theta / 2) #