A NASA 132 méter mély, légüres ejtőcsövében felülről kezdősebesség nélkül elejtenek egy kapszulát. Ezzel egyidőben alulról is fellőnek egyet. A két kapszula pontosan félúton találkozik.
$\left(g=9,8\ \mathrm{\displaystyle{{m}\over {\ s^2}}}\right)$
a) Mekkora az elejtett kapszula sebessége a találkozáskor?
$v_1=36\ \mathrm{\displaystyle{{m}\over {s}}}$
Adatok:
$h=132\ \mathrm{m}$
$g=9,8\ \mathrm{\displaystyle{{m}\over {\ s^2}}}$
a) Az első test sebességének felírása és kiszámítása a találkozás pillanatában:
4 pont
(bontható)
Mivel az első test a találkozásig $\displaystyle \frac{h}{2}$ utat tett meg:
$$v_1=\sqrt{g\cdot h}$$
$$v_1=36\ \mathrm{\displaystyle{{m}\over {s}}}$$
(képlet + számítás: 2 + 2 pont)
b) Mekkora kezdősebességgel kellett az alulról indított kapszulát fellőni ahhoz, hogy pontosan félúton találkozzanak?
$v_0=36\ \mathrm{\displaystyle{{m}\over {s}}}$
b) A találkozásig eltelt idő felírása és kiszámítása:
2 + 1 pont
$$t=\sqrt{{{h}\over {g}}}$$
$$t=3,67\ \mathrm{s}$$
vagy
$$t={{v_1}\over {g}}$$
$$t=3,67\ \mathrm{s}$$
A második test kezdősebességének felírása és kiszámítása:
5 pont
(bontható)
Mivel a második test a találkozásig szintén $\displaystyle \frac{h}{2}$ utat tett meg:
$${{h}\over {2}}=v_0\cdot t-{{g}\over {2}}\cdot t^2$$
$$v_0\cdot t=h$$
tehát:
$$v_0=36\ \mathrm{\displaystyle{{m}\over {s}}}$$
(képlet + rendezés + számítás: 2 + 2 + 1 pont)
c) Mekkora volt az alulról indított kapszula sebessége a találkozáskor?
$v_2=0\ \mathrm{\displaystyle{{m}\over {s}}}$
c) A második test sebességének felírása és kiszámítása a találkozás pillanatában:
3 pont
(bontható)
$$v_2=v_0-g\cdot t$$
$$v_2=0\ \mathrm{\displaystyle{{m}\over {s}}}$$
(képlet + számítás: 2 + 1 pont)
Összesen: 15 pont