Вопрос:

Задача 14. Со ступеньки высотой h под некоторым углом к горизонту бросают тело. Известно, что полное время движения тела равно t. Найти отношение времени подъёма тела до верхней точки траектории ко времени спуска от верхней точки до поверхности земли.

Ответ:

Пусть вертикальная составляющая начальной скорости равна \(v_{0y}\). Время подъёма до верхней точки:

\[t_1=\frac{v_{0y}}{g}.\]

Полное время движения до земли определяется уравнением вертикального движения:

\[0=h+v_{0y}t-\frac{gt^2}{2}.\]

Отсюда

\[v_{0y}=\frac{gt}{2}-\frac{h}{t}.\]

Тогда

\[t_1=\frac{v_{0y}}{g}=\frac{t}{2}-\frac{h}{gt}.\]

Время спуска от верхней точки до земли:

\[t_2=t-t_1=\frac{t}{2}+\frac{h}{gt}.\]

Следовательно, искомое отношение:

\[\frac{t_1}{t_2}=\frac{\frac{t}{2}-\frac{h}{gt}}{\frac{t}{2}+\frac{h}{gt}}=\frac{gt^2-2h}{gt^2+2h}.\]

Ответ: \(\dfrac{t_{\text{подъёма}}}{t_{\text{спуска}}}=\dfrac{gt^2-2h}{gt^2+2h}\).