Условие

Городская олимпиада (3-й этап) 2008 10 класс № 2

В этой задаче Вам предстоит исследовать кинематические основы баскетбола. Основной целью игры в баскетбол является попадание мячом в корзину. Игрок стоит на площадке напротив корзины на расстоянии м от стены и может бросать мяч с высоты м с некоторой скоростью в любом направлении (под любым углом). Корзина прикреплена вплотную к стене, находится на высоте м и имеет радиус см. Попасть мячом в корзину можно двумя способами: прямым броском и рикошетом - «от щита». Попадание мяча в корзину засчитывается, только если он упал в нее сверху вниз. Ускорение свободного падения мс. Будем считать размеры мяча много меньшими размеров корзины (например, игрок забрасывает теннисный мяч). Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Удар мяча о стену считайте абсолютно упругим. Модуль начальной скорости мячика изменяется от до мс.

Введем систему координат, ось которой горизонтальна, а ось вертикальна. Начало отсчета совместим с точкой бросания.

  1. Запишите закон движения мячика, если проекции его начальной скорости на оси координат равны .

  2. Считая значение проекции скорости известным, найдите диапазоны значений горизонтальной проекции при котором мячик попадет в корзину а) прямым броском, б) отразившись от стены.

  1. На выданном листке миллиметровой бумаги постройте диаграмму, по осям которой отложены значения проекций начальной скорости . Постройте на этой диаграмме области начальных скоростей, при которых мяч попадает в корзину а) прямым броском, б) отразившись от стены. Напоминаем – можете пользоваться калькулятором!
    Далее рекомендуем пользоваться построенной диаграммой.
  2. Определите минимальную скорость броска, при которой можно попасть мячиком в корзину.
  3. Оцените модуль начальной скорости, при которой диапазон углов бросания при которых мячик попадает в корзину максимальный. Укажите этот диапазон углов.

Возможно, Вам пригодится следующая информация:

  1. Уравнение имеет решения только если дискриминант .
  2. .
  3. Если известно значение тангенса угла , то чтобы найти угол, необходимо применить функцию арктангенс . На большинстве микрокалькуляторов арктангенс обозначается как или .