Странный вопрос о движении снаряда

Вопрос заключается в следующем:

Мяч брошен из точки О к вертикальной стене таким образом, что после отскока от стены он возвращается в О не ударившись о землю. Начальная скорость мяча имеет величину U и находится под углом θ выше горизонтали. Когда мяч ударяется о стену, горизонтальная составляющая его скорости меняется на противоположную и уменьшается вдвое, а вертикальная составляющая остается неизменной.

(i) Показать, что U 2 грех 2 θ "=" 3 г б , где б горизонтальное расстояние стены от О .

(ii) Суть п точка удара мяча о стену находится на высоте 2 9 б выше уровня О . Находить U с точки зрения б и г .

(iii) Мяч снова вбрасывается из О с той же скоростью U , ударяется о стену в точку Вопрос , отличается от п и возвращается в О не ударившись о землю. Найдите, с точки зрения б , высота Вопрос выше земли.

Я нашел части (i) и (ii) относительно простыми для решения, и я случайно получил U "=" 5 г б для части (ii),

Мой вопрос таков: как возможно, что частица, вылетающая из одной и той же точки с одинаковой скоростью, может следовать одной и той же траектории в обоих направлениях, но попасть в другую точку на стене? Или я что-то здесь упускаю?

Ответы (2)

Как возможно, что частица, выброшенная с одной и той же скоростью из одной и той же точки, может следовать одной и той же траектории в обоих направлениях, но попасть в разные точки стены?

Одинаковая скорость — это не то же самое, что одинаковая скорость. Два снаряда, запущенные из одной точки с одинаковой скоростью, но под разными углами, будут следовать по разным траекториям, поскольку стартуют с разной скоростью.

Я не уверен, что точно понимаю проблему, поэтому дайте мне знать, если это не ответит на ваш вопрос:

Если вы решили первую часть, вы должны убедиться, что частица возвращается в О когда он проецируется на значение θ которое удовлетворяет следующему уравнению:

грех 2 θ "=" 3 г б U 2 .
Можно показать, что это уравнение имеет два корня в режиме 0 < θ < π / 2 . См., например, этот ответ Math.SE на два корня arcsin(x) в диапазоне [0,2π] . По сути, все сводится к тому, что грех θ "=" грех ( π θ ) , и поэтому что
грех 2 θ "=" грех ( π 2 θ ) "=" грех ( 2 ( π 2 θ ) ) .

Другими словами, θ и π / 2 θ оба являются решениями уравнения, поэтому существует два значения θ которые удовлетворяют указанному соотношению и, следовательно, две высоты, которые тоже удовлетворяют!