Jika sebuah proyektil diproyeksikan pada sudut theta horizontal dan hanya dilewati dengan menyentuh ujung dua dinding tinggi a, dipisahkan oleh jarak 2a, lalu menunjukkan bahwa rentang gerakannya adalah 2a cot (theta / 2)?

Jika sebuah proyektil diproyeksikan pada sudut theta horizontal dan hanya dilewati dengan menyentuh ujung dua dinding tinggi a, dipisahkan oleh jarak 2a, lalu menunjukkan bahwa rentang gerakannya adalah 2a cot (theta / 2)?
Anonim

Di sini situasinya ditunjukkan di bawah,

Jadi, biarkan setelah waktu # t # dari gerakannya, itu akan mencapai ketinggian #Sebuah#, jadi pertimbangkan gerakan vertikal, kita bisa bilang, # a = (u sin theta) t -1/2 g t ^ 2 # (# u # adalah kecepatan proyeksi proyektil)

Memecahkan ini kita dapatkan, # t = (2u sin theta _- ^ + sqrt (4u ^ 2 sin ^ 2 theta -8ga)) / (2g) #

Jadi, satu nilai (lebih kecil) dari # t = t # (biarkan) menyarankan waktu untuk mencapai #Sebuah# saat naik dan yang lainnya (lebih besar) # t = t '# (biarkan) saat turun.

Jadi, kita dapat mengatakan dalam interval waktu ini jarak proyeksi secara horizontal # 2a #, Jadi, kita bisa menulis, # 2a = u cos theta (t'-t) #

Menempatkan nilai-nilai dan mengatur, kita dapatkan, # u ^ 4 sin ^ 2 2 theta -8gau ^ 2 cos ^ 2 theta-4a ^ 2g ^ 2 = 0 #

Memecahkan untuk # u ^ 2 #,kita mendapatkan, # u ^ 2 = (8gaco ^ 2 theta _- ^ + sqrt (64g ^ 2a ^ 2 cos ^ 4 theta + 16a ^ 2g ^ 2sin ^ 2 2 theta)) / (2 sin ^ 2 2 theta) #

Menempatkan kembali #sin 2theta = 2 sin theta cos theta # kita mendapatkan, # u ^ 2 = (8gaco ^ 2 theta _- ^ + sqrt (64g ^ 2a ^ 2 cos ^ 4 theta + 64a ^ 2g ^ 2sin ^ 2 theta cos ^ 2 theta)) / (2 sin ^ 2 2 theta) #

atau, # u ^ 2 = (8ga cos ^ 2 theta + sqrt (64g ^ 2a ^ 2cos ^ 2 theta (cos ^ 2 theta + sin ^ 2 theta)) / (2sin ^ 2 2 theta) = (8gac ^ ^ 2 theta + 8ag cos theta) / (2 sin ^ 2 2 theta) = (8agcostheta (cos theta + 1)) / (2 sin ^ 2 2 theta) #

sekarang, rumus untuk rentang gerak proyektil adalah # R = (u ^ 2 sin 2 theta) / g #

Jadi, gandakan nilai yang diperoleh # u ^ 2 # dengan # (sin2 theta) / g #,kita mendapatkan, # R = (2a (cos theta + 1)) / sin theta = (2a * 2 cos ^ 2 (theta / 2)) / (2 sin (theta / 2) cos (theta / 2)) = 2a cot (theta / 2) #