炸裂前后,系统的水平动量守恒,由此可推出,质心位置将以原来的速度匀速运动,直到二者落地。即质心的落点x就是未爆炸的炮弹落地点。
首先求出斜抛运动的最高点:竖直方向,竖直上抛运动,最大高度为
H=(Vsina)^2/2g <1> 从开始发射到它达最高点所用时间为 t=Vsina/g <2>
在最高点,爆炸前,炮弹的竖直分速度为零,水平分速度是Vcosa,动量守恒
2m*Vcosa=m*u <3> u表示继续前进的部分。
从开始发射,到炮弹达最高点,水平位移
x=Vcosa*t <4>代入<2>解得x=V^2*sinacosa/g <5>
炸裂后竖直下落的那部分的水平位移为零,即它的总的水平位移为
【x=V^2*sinacosa/g 】;
另一部分以u平抛,水平位移
x'=ut' <6> t'是它从H高处自由落体所用时间:H=0.5g*t'^2 <7>
联立解得:x'=2V^2*sinacosa/g <8>所以它的总的水平位移为【x+x'=3V^2sinacosa/g】
如前所述,质心的水平位移按照对称性,为【2x=2V^2sinacosa/g】
以上黑体的方括号就是所求结果。