一:雨伞边缘半径为r,且高出地面h,雨伞以角速度w旋转,雨滴自边缘飞出后在地面形成一个大圆圈,则圆圈的半...一:雨伞边缘半径为r,且高出地面h,雨伞以角速度w旋转,雨滴自边缘飞出后在地面形成一个大圆圈,则圆圈的半径R是多大?二:100Kg的重物被龙卷风卷起,在空中飞经最高点后,又向前飞了40m落地,设最高点离地20m,请计算重物落地速度的大小.

问题描述:

一:雨伞边缘半径为r,且高出地面h,雨伞以角速度w旋转,雨滴自边缘飞出后在地面形成一个大圆圈,则圆圈的半...
一:雨伞边缘半径为r,且高出地面h,雨伞以角速度w旋转,雨滴自边缘飞出后在地面形成一个大圆圈,则圆圈的半径R是多大?
二:100Kg的重物被龙卷风卷起,在空中飞经最高点后,又向前飞了40m落地,设最高点离地20m,请计算重物落地速度的大小.

一、雨滴离开伞边缘的速度是 V0=ω r
雨滴离开伞后,以V0为初速做平抛运动,设平抛运动的水平距离是S
则 h=g* t^2 / 2
S=V0* t
得 S=V0*根号(2h / g)
俯视看,伞中心、雨滴抛出点、落地点组成直角三角形,由勾股定理 得
R^2=S^2+r^2
所求半径是 R=根号(S^2+r^2)=根号{ [ V0*根号(2h / g)]^2+ r ^2 }=根号[(2 h V0^2+g r^2)/ g ]
二、若重物到达最高点后,不再受空气作用力,则可知它以后是做平抛运动。
设它在最高点时的速度是V0,则
S=V0* t
h=g*t^2 / 2
其中,S=40米,h=20米
得 t=根号(2h / g)=根号(2*20 / 10)=2秒
40=V0*2
V0=20 m/s
设物体的落地速度大小是 V
则V在竖直方向的分量是 V y=g*t=10*2=20 m/s
得 V=根号(V0^2+V y^2)=根号(20^2+20^2)=20*根号2=28.28 m/s

雨滴飞出的初速度 v = wr
认为雨滴水平飞出,重力加速度为g,雨滴竖直方向初速度为0
那么,设下落时间为t

t可由方程 h = 0.5 * g * t * t 求解(这个公式大部分高中物理书都有吧)
t 之后
设雨滴飞出的水平距离 S
则 S = v * t = wr * t
那么 R = r + S