Определите по фотографии
На стробоскопической фотографии (см. рисунок) можно видеть положение движущегося в поле тяжести земли мяча, сталкивающегося с горизонтальной поверхностью, в разные моменты времени. Промежутки времени между двумя последовательными вспышками стробоскопической лампы одинаковы. Фотография инвертирована (чёрный цвет изменён на белый, белый заменён на чёрный), сетка наложена в графическом редакторе позже для удобства расчётов. Столкновения мяча с горизонтальной поверхностью нельзя считать упругими, в процессе столкновения кинетическая энергия поступательного движения мяча уменьшается.
А) Далее везде в этой задаче мы предполагаем, что сила сопротивления воздуха пренебрежимо мала. Изучив фотографию, кратко объясните, насколько справедливо наше предположение?
Б) Найдите отношение , где и - скорости мяча в наивысшей точке траектории после первого и третьего ударов о поверхность соответственно.
В) Определите как можно точнее угол между скоростью мяча сразу после первого столкновения и горизонтом.
Г) Во сколько раз изменяется кинетическая энергия мяча в процессе второго столкновения с поверхностью?
Ответ. 5b. . 5c. . 5d. .
В пункте 5a любое непротиворечивое, доказательное объяснение оценивается полным баллом.
В пункте 5b предложен правильный с физической точки зрения способ определения отношения .
В пункте 5b получено значение, попадающее в диапазон, указанный в ответе.
В пункте 5c предложен правильный способ определения , дающий результат с небольшой относительной погрешностью (< 10%).
В пункте 5c получено значение угла, попадающее в диапазон, указанный в ответе.
В пункте 5d предложен верный способ нахождения полной скорости мяча непосредственно перед вторым столкновением.
В пункте 5d найдены значения и , где - скорость мяча в наивысшей точке траектории после второго столкновения, - угол между скоростью мяча сразу после второго столкновения и горизонталью.
В пункте 5d получено искомое значение, попадающее в диапазон, указанный в ответе.