Много тело массы m, после свободного падения с некоторой высоты попадает в водоём глубиной l, ударяется о дно и останавливается на половине глубины. с какой высоты h падало тело? средняя плотность тела равна плотности воды, изменение скорости при ударе о воду и силой сопротивления движению в воздухе пренебречь. силу сопротивления движению в воде принять в виде f = -k*v, коэффициент k считать известным. (v-скорость) желательно с подробным решением.

Aigerim1111111111 Aigerim1111111111    3   18.08.2019 09:30    0

Ответы
DmdmdmA DmdmdmA  05.10.2020 02:35

Уравнение движения тела в воде:


a = -\frac{k}{m}v \ ;


Знак минус отражает противоположность силы сопротивления в воде (и соответствующего ускорения) – направлению движения.


Домножим всё на малое приращение времени:    \Delta t \to 0 ,    в течение которого скорость и ускорение можно считать неизменными:


a \Delta t = -\frac{k}{m}v\Delta t \ ;


\Delta v = -\frac{k}{m}\Delta s \ ;


Раз любое малое приращение скорости в воде пропорционально соответствующему приращению пути, то и всё изменение скорости пропорционально всему подводному пути. При этом при упругом ударе скорость не меняется по модулю, а меняет лишь направление, при этом направление вектора скорости относительно (!) направления траектории, очевидно, остаётся неизменно сонаправленным. Так что всё движение в воде можно рассматривать, как движение на дистанцию    \frac{3}{2} L \ \ :


v_o - 0 = -\frac{k}{m} ( 0 - \frac{3}{2} L ) \ ;


v_o = \frac{3k}{2m} L \ ;


С другой стороны, с точки зрения кинематики равноускоренного движения в воздухе: изменение квадрата скорости равно удвоенному произведению пути и ускорения:


v_o^2 - 0 = 2gH \ ;


v_o^2 = 2gH = ( \frac{3k}{2m} L )^2 \ ;


H = \frac{9}{8g} ( \frac{kL}{m} )^2 \ ;    это ответ.


ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика

Популярные вопросы