Logo
Logo

Шарики-фонарики

Разбалловка

1  ?? В течение какого времени $\tau_1$ был виден шарик, брошенный вверх под углом $\alpha$ к горизонту? Через какое время $\tau_2$ после пачала движения этот шарик пересечёт ось копуса?

1 Обосновано использование векторных диаграмм для описания движения летящего шарика 1.00
2 Для случая горизонтального броска нарисован векторная диаграмма для момента времени $\tau$ и записано уравнение, связывающее длины векторов перемещения вдоль начальной скорости $\vec{v}$ и ускорения свободного падения $\vec{g}$:
$$\frac{\dfrac{g\tau^2}{2}}{v\tau} = \frac{g\tau}{2v} = \tan\alpha$$
2 × 0.50
3 Вследствие малости угла $\alpha$:
$$\tan\alpha \approx \alpha$$
0.50
4 Для случая броска под углом $\alpha$ к горизонту нарисованы векторные диаграммы для моментов времени $\tau_1$ и $\tau_2$ и записано уравнение, связывающее длины векторов перемещения вдоль начальной скорости $\vec{v}$ и ускорения свободного падения $\vec{g}$:
$$\frac{g\tau_1}{2v} \approx 2\alpha, \qquad \frac{g\tau_2}{2v} \approx \alpha$$
4 × 0.50
5 Определены значения $\tau_1$ и $\tau_2$:
$$\tau_1 = 2\tau, \qquad \tau_2 = \tau$$
2 × 0.50
2  ?? Чему равен модуль скорости $v$, с которой запускают шарики?

1 Из выражения для случая горизонтального броска определено значение $v$:
$$v = \frac{g\tau}{2\alpha}$$
0.50
3  ?? Под каким углом $\varphi$ к горизонту, отличным от нуля, пужно бросить шарик, чтобы он был виден в течение времени $\tau$?

1 Обосновано то, что шарик может быть виден в течении времени $\tau$ только если $\varphi > \alpha$ 1.00
2 Для случая броска под углом $\varphi$ к горизонту нарисованы векторные диаграммы для моментов времени появления шарика в обозримом конусе $t$ и выхода из него $t + \tau$ и записано уравнение, связывающее длины векторов перемещения вдоль начальной скорости $\vec{v}$ и ускорения свободного падения $\vec{g}$:
$$vt(\sin\varphi - \alpha\cos\varphi) = \frac{gt^2}{2}\\
v(t+\tau)(\sin\varphi + \alpha\cos\varphi) = \frac{g(t+\tau)^2}{2}$$
4 × 0.50
3 Определено значение $\varphi$:
$$\varphi = \arccos(1/2) = 60^\circ$$
1.00