При попутном ветре, очевидно, относительно Земли скорость голубя равна сумме скорости ветра υ и скорости голубя в отсутствие ветра υ1, а расcтояние S между городами будет равно: S = (υ1+ υ)t1. (1) При встречном ветре это же расстояние S птица преодолеет с относительной скоростью, равной разности скоростей голубя и ветра и, соответственно, S = (υ1- υ)t2. (2) В отсутствие ветра расстояние между городами голубь пролетит за время t = S/υ1. (3) (Конечно, (3) можно было записать в том же виде как и два предыдущих соотношения, т.е. S = υ1t.) Задача физически решена: мы имеем 3 уравнения с тремя неизвестными, остается только их решить. Решать можно, что называется, в любом порядке. Приравняв (1) и (2), т.е. исключив расстояние S, мы свяжем скорости υ и υ1: (υ1+ υ)t1 = (υ1- υ)t2. Раскрываем скобки, вновь группируя, получаем: υ1t1+ υt1 - υ1t2+ υt2 = 0, или υ(t1+ t2) = υ1(t2- t1). Откуда υ = υ1(t2- t1)/(t1+ t2). (4) Далее можно подставить (4) в (2): S = (υ1- υ1(t2- t1)/(t1+ t2))t2 = υ12t1t2/(t1+ t2). (5) Осталось подставить (5) в (3) и выразить искомое t1: t = 2t1t2/(t1+ t2). Отсюда окончательно: t1= t2t/(2t2- t). (6) Вычисляем: t1= 75 мин ∙ 60 мин /(2∙75 мин - 60 мин) = 50 мин. ответ: 50 мин.
Легкая пружина жесткостью к = 50 Н/м и длиной в недеформированном состоянии L = 30 см установлена вертикально на столе. На нее падает стальной шарик массой m = 250 г. Определите высоту относительно поверхности стола, на которой шарик будет иметь максимальную скорость. Чему равно максимальное сжатие пружины, если в начальный момент шарик находился на высоте h = 40 см от поверхности стола? В момент касания шарика с пружиной и при дальнейшем движении шарика на него действует две силы: сила тяжести и сила упругости пружины а) если сила тяжести Fт > Fу , то скорость шарика увеличивается б) если сила тяжести Fт <Fу , то скорость начнет уменьшаться Значит максимальная скорость будет если k*Xo= m*g Xo =m*g/k=0,25*10/50=0,05=5 см Значит максимальная скорость будет на H1=L-X=30 -5 =25 см
2) найдем максимальную деформацию пружины из закона сохранения энергии m*g*(h-L+x)= k*x^2/2 2,5(0,1-x)=25x^2 0,25-2,5x =25*x^2 x^2+0,1*x - 0,01=0 x=0,06 м= 6 cм H2=30-6=24 см
а расcтояние S между городами будет равно:
S = (υ1+ υ)t1. (1)
При встречном ветре это же расстояние S птица преодолеет с относительной скоростью, равной разности скоростей голубя и ветра и, соответственно,
S = (υ1- υ)t2. (2)
В отсутствие ветра расстояние между городами голубь пролетит за время
t = S/υ1. (3) (Конечно, (3) можно было записать в том же виде как и два предыдущих соотношения, т.е. S = υ1t.)
Задача физически решена: мы имеем 3 уравнения с тремя неизвестными, остается только их решить. Решать можно, что называется, в любом порядке.
Приравняв (1) и (2), т.е. исключив расстояние S, мы свяжем скорости υ и υ1:
(υ1+ υ)t1 = (υ1- υ)t2.
Раскрываем скобки, вновь группируя, получаем:
υ1t1+ υt1 - υ1t2+ υt2 = 0, или υ(t1+ t2) = υ1(t2- t1).
Откуда
υ = υ1(t2- t1)/(t1+ t2). (4)
Далее можно подставить (4) в (2):
S = (υ1- υ1(t2- t1)/(t1+ t2))t2 = υ12t1t2/(t1+ t2). (5)
Осталось подставить (5) в (3) и выразить искомое t1:
t = 2t1t2/(t1+ t2).
Отсюда окончательно: t1= t2t/(2t2- t). (6)
Вычисляем: t1= 75 мин ∙ 60 мин /(2∙75 мин - 60 мин) = 50 мин.
ответ: 50 мин.