Для того чтобы определить максимальную высоту подъема снаряда, который находился в воздухе 10 секунд, необходимо воспользоваться уравнениями кинематики. Рассмотрим движение снаряда в вертикальном направлении.
Когда снаряд вылетает под углом к горизонту, его вертикальная составляющая скорости определяется как ( v_{0y} = v_0 \sin \theta ), где ( v_0 ) — начальная скорость, а ( \theta ) — угол вылета.
Максимальная высота подъема снаряда ( h ) достигается в момент, когда его вертикальная скорость становится равной нулю. Тогда уравнение для вертикального движения можно записать как:
[
v{y} = v{0y} - gt = 0,
]
где ( g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 ) — ускорение свободного падения, а ( t ) — время подъема до максимальной высоты. Из этого уравнения находим время подъема:
[
t = \frac{v_{0y}}{g}.
]
Поскольку общее время полета составляет 10 секунд, время подъема до максимальной высоты составляет половину времени полета, то есть 5 секунд.
Теперь используем уравнение для определения максимальной высоты подъема:
[
h = v_{0y} t - \frac{1}{2} g t^2.
]
Подставим время подъема ( t = 5 ) секунд:
[
h = v_{0y} \cdot 5 - \frac{1}{2} \cdot 9.81 \cdot 5^2.
]
Поскольку ( v_{0y} = g \cdot t = 9.81 \cdot 5 = 49.05 \, \text{м/с} ), мы подставим это значение в уравнение для высоты:
[
h = 49.05 \cdot 5 - \frac{1}{2} \cdot 9.81 \cdot 25.
]
[
h = 245.25 - 122.625 = 122.625 \, \text{м}.
]
Округляя до ближайшего значения, получаем, что максимальная высота подъема составляет приблизительно 125 метров. Таким образом, правильный ответ — 3) 125 м.