问题
解答题
一摩托车手欲飞跃黄河,设计摩托车沿跑道飞出时前进方向与水平方向的仰角是12°,飞跃的水平距离是35 m,为了安全,摩托车在最高点与落地点的垂直落差约10 m,那么,骑手沿跑道飞出时的速度应为多少?(单位是km/h,精确到个位)
(参考数据:sin12°=0.2079,cos12°=0.9781,tan12°=0.2125)
答案
摩托车飞离跑道后,不考虑空气阻力,其运动轨迹是抛物线,轨迹方程是x=vtcos12°,y=vtsin12°-
×9.8t2.1 2
其中v是摩托车飞离跑道时的速度,t是飞行时间,x是水平飞行距离,y是相对于起始点的垂直高度,将轨迹方程改写为
y=-1 2
×9.8x2+tan12°•x,1 (cos12°•v)2
即y=-5.1219
+0.2125x.x2 v2
当x≈0.0207v2时,
取得ymax≈0.0022v2.
当x=35时,y落=-6274.3275
+7.4375.1 v2
∵ymax-y落=10,