Se la gittata massima di un proiettile è di 400m, quanto vale in modulo la velocità iniziale con cui viene sparato?
Se la gittata massima di un proiettile è di 400m, quanto vale in modulo la velocità iniziale con cui viene sparato?
Dimostrazione : come si calcola la gittata, formula finale:
x = vo cos (alfa) * t;
y = 1/2 g * t^2 + vo sen (alfa) * t ;
distanza massima, ci vuole il tempo di volo:
gittata = vo cos(alfa) * (tempo di volo);
Troviamo il tempo di volo: poniamo y = 0 m, cioè quando il proiettile torna a terra.
1/2 g * t^2 + vo sen (alfa) * t = 0;
g = - 9,8 m/s^2;
t * (1/2 g t + vo sen alfa) = 0,
t1= 0 s; situazione di partenza, il proiettile parte.
t2 = - 2 vo sen (alfa) / g; tempo di volo.
gittata x = vo cos (alfa) * [ - 2 vo sen (alfa) / g];
c
x dipende da alfa, angolo di lancio.
x (alfa) = 2 vo^2 cos(alfa) sen(alfa) / 9,8;
La gittata è massima se il prodotto cos(alfa) * sen(alfa) è massimo.
facciamo la derivata prima e la poniamo uguale a 0:
f'(alfa) = - sen(alfa) * sen(alfa) + cos(alfa) cos(alfa);
f'(alfa) = - sen^2(alfa) + cos^2(alfa);
- sen^2(alfa) + cos^2(alfa) = 0; se è 0 siamo in un punto di massimo.
sen^2(alfa) = cos^2(alfa);
seno e coseno sono uguali per alfa = 45°.
Quindi alfa = 45° per avere la gittata massima.
x = vo cos (45°) * [ - 2 vo sen (45°) / (-9,8)];
Formula finale:
x massima = 2 vo^2 cos(45°) sen(45°) / 9,8;
seno e coseno sono uguali; sen45° = rad(2) /2.
[2 * vo^2 * rad(2) /2 * rad(2) / 2 ] / 9,8 = 400 ;
[2 * vo^2 * 2/4] = 400 * 9,8;
vo^2 = 400 * 9,8;
vo = radicequadrata(3920) = 62,6 m/s; con angolo di lancio 45°.
Ciao @marikabis
La gittata G di un proiettile è legata alle due componenti iniziali della velocità dalla relazione:
essendo Vox e Voy le due componenti iniziali della velocità V. La gittata massima si ottiene per un angolo iniziale di alzata pari a 45° per cui si ha Vox=Voy, per cui la velocità V = √2·Vox = √2·Voy.
Quindi: 400 = 2·(1/√2·v·(1/√2·v)/9.806)------> V= 62.629 m/s
si suppone essersi fatto uso dell'alzo ottimale di 45°
d = V^2/g*sen (2*45)
sen (2*45) = sen 90° = 1,00
V = √d*g = √400*g = 20√9,806 = 62,63 m/sec