Welche Funktion hat der obere Punkt eines springenden Balls?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein Ball wird parallel zur x-Achse vom Punkt M(0,h) mit der Geschwindigkeit V weggeworfen. Nach jedem Sprung auf der x-Achse kann er die Hälfte der vorherigen Höhe erreichen, wie in der Abbildung gezeigt. (Angenommen, es gibt keine Luftreibung und der Ball ist sehr klein.)

Frage- 1 :

Finden Sie f(x), das von den oberen Punkten ausgeht?

Frage- 2 :

Ich habe nur eine Behauptung über das System, aber ich muss das beweisen, wenn wir den Ball von einem Punkt aus wegwerfen F ( X ) als parallel zur x-Achse mit der Geschwindigkeit von v ich N ich T ich A l = v F ( X ) H , die maximalen Punkte des Balls werden auf demselben sein F ( X ) . Wie kann die Behauptung bewiesen oder widerlegt werden?


Mein Versuch f(x) zu finden

F ( 0 ) = H

F ( X 1 + X 2 ) = H / 2

F ( X 1 + 2 X 2 + X 3 ) = H / 4

F ( X 1 + 2 X 2 + 2 X 3 + X 4 ) = H / 8 .

.

.

X 1 = v T

M G H = 1 2 M v 2

H = 1 2 G T 2

Nach dem ersten Aufprall, am ersten oberen Punkt: N ( X 1 + X 2 , H / 2 ) :

M G H / 2 = 1 2 M v 1 2

v 1 2 = v 2 / 2

v 1 = v 2

H / 2 = 1 2 G T 2 2

T 2 2 = T 2 / 2

T 2 = T 2

F ( X 1 + X 2 ) = H / 2

F ( v T + T 2 v 2 ) = H / 2

F ( v T + T 2 v 2 ) = H / 2

F ( v T ( 1 + 1 / 2 ) ) = H / 2

Nach zweitem Hüpfen, Am zweiten obersten Punkt: O ( X 1 + 2 X 2 + X 3 , H / 4 ) :

M G H / 4 = 1 2 M v 2 2

v 2 2 = v 2 / 4

v 2 = v 2

H / 4 = 1 2 G T 3 2

T 3 2 = T 2 / 4

T 3 = T 2

F ( X 1 + 2 X 2 + X 3 ) = H / 4

F ( v T + v T + v 3 T 3 ) = H / 4

F ( v T + v T + v T / 4 ) = H / 4

F ( v T ( 1 + 1 + 1 / 4 ) ) = H / 4

Am 3. obersten Punkt:

F ( v T ( 1 + 1 + 1 / 2 + 1 / 8 ) ) = H / 8

Am 4. obersten Punkt:

F ( v T ( 1 + 1 + 1 / 2 + 1 / 4 + 1 / 16 ) ) = H / 16 .

.

Am n-ten obersten Punkt: N >

F ( 3 v T ) = 0

Wie kann ich finden j = F ( X )

Danke für Antworten


EDIT: habe ich gefunden F ( X ) . HerrBrody hat Recht. Die Funktion ist eine Linie.

mein Beweis: Zum n-ten obersten Punkt:

F ( v T . A ( N ) ) = H / 2 N

A ( 0 ) = 1

A ( 1 ) = 1 + 1 / 2 = 1 + 1 1 / 2

A ( 2 ) = 1 + 1 + 1 / 4 = 1 + 1 + 1 / 2 1 / 4

A ( 3 ) = 1 + 1 + 1 / 2 + 1 / 8 = 1 + 1 + 1 / 2 + 1 / 4 1 / 8

A ( 4 ) = 1 + 1 + 1 / 2 + 1 / 4 + 1 / 16 = 1 + 1 + 1 / 2 + 1 / 4 + 1 / 8 1 / 16 .

.

A ( N ) = 1 + 1 + 1 / 2 + 1 / 4 + . . . .1 / 2 N 1 1 / 2 N

A ( N ) = 1 + 1 ( 1 / 2 ) N ) 1 1 / 2 1 / 2 N = 1 + 2 ( 1 ( 1 / 2 ) N ) 1 / 2 N = 3 3 2 N

Am n-ten obersten Punkt:

F ( v T [ 3 3 2 N ] ) = H 2 N

Wo T = 2 H G

v T [ 3 3 2 N ] = X

3 3 2 N = X v T

1 1 2 N = X 3 v T

1 X 3 v T = 1 2 N

F ( X ) = H 2 N = H ( 1 X 3 v T ) = H ( 1 X 3 v 2 H G )

Jetzt versuche ich, meine Behauptung in der zweiten Frage zu beweisen oder zu widerlegen. Wenn ich die Lösung finde poste ich sie.

Nettes Problem. Ist das aus einem Buch oder hat sich das der Professor ausgedacht?
Nein, irgendein Buch, nur eine meine Idee

Antworten (1)

Der Schlüsselparameter scheint hier zu sein, wie die Verluste bei jedem Aufprall verteilt sind (nach Ihren Worten gibt es hier keine Luftreibung): wie viel Translations- und Vertikalgeschwindigkeit beim Übergang vor / nach dem Aufprall verloren geht. Aus Ihrer Grafik geht hervor, dass die Hypothese lautet, dass der Ball "reflektiert" wird: Gleicher Winkel beim Auftreffen / Verlassen des Bodens, nur die Norm der Geschwindigkeit nimmt ab, das Verhältnis |V_y|/|V_x| konserviert werden. Daraus können Sie beweisen, dass jede Parabel der vorherigen ähnlich ist, gleiches Verhältnis Höhe/Länge auf der x-Achse für jede. Daraus ergibt sich tatsächlich eine Gerade, deren Steigung durch die 2 ersten Punkte (0,h) und (x1+x1/2, h/2) bestimmt wird. Dann brauchen Sie nur noch x1 zu bestimmen, um die Steigung von f(x) und damit f(x) vollständig zu bestimmen. Ich hoffe, ich habe nichts verpasst,