ВсОШ 2004, Заключителен етап, 9–11 клас — Задача 1 (11 кл.). 11 класс — Футбол в сильный ветер
XXXVIII Всероссийская олимпиада школьников по физике — Заключительный этап. Теоретический тур
Издание и авторы
Федеральное агентство по образованию. Центральный оргкомитет Всероссийских олимпиад. XXXVIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Заключительный этап. Теоретический тур. Методическое пособие. Ярославль, 2003/2004 уч.г.
Комплект задач подготовлен методической комиссией по физике Центрального оргкомитета Всероссийских олимпиад школьников Министерства образования и науки Российской Федерации. Телефоны: (095) 408-80-77, 408-86-95. E-mail: fizolimp@mail.ru (с припиской antispam к теме письма).
Авторский коллектив — Александров Д., Бутиков Е., Воробьев И., Егоров М., Иоголевич И., Козел С., Муравьев В., Можаев В., Подлесный Д., Чивилев В., Чудновский А.
Общая редакция — Козел С.
Техническая редакция — Александров Д., Слободянин В., Чудновский А.
Оформление и верстка — Чудновский А., Щербаков Р., Егоров М., Ильин А.
При подготовке оригинал-макета использовалась издательская система LaTeX 2ε. © Авторский коллектив. Подписано в печать 14 марта 2005 г. в 22:43.
141700, Московская область, г. Долгопрудный. Московский физико-технический институт.
Условие
Футболист бьет по мячу массой , сообщая ему начальную скорость , направленную под углом к горизонту навстречу ветру, дующему вдоль поверхности земли. Описав некоторую траекторию, мяч вернулся в исходную точку со скоростью . Под каким углом мяч упал на землю? Чему равна скорость ветра? Какое время мяч находился в полете? Силу сопротивления воздуха принять пропорциональной скорости мяча относительно воздуха: , где коэффициент пропорциональности — известная величина.
Решение
Пусть — скорость мяча относительно земли, тогда
Возврат мяча в исходную точку возможен только в том случае, когда векторная сумма силы тяжести и вектора направлена противоположно вектору начальной скорости , то есть
При этом мяч будет двигаться по прямой и упадет на землю под углом . Из (1) находим скорость ветра
Время полета мяча найдем из уравнения его движения:
Учитывая , приходим к уравнению
Интегрируя это уравнение за все время движения мяча, получаем
откуда
Оригинал в Архива: final04T.pdf