Рассмотрим случай пружины в воздухе
F(yпр)=F(тяж)
kx1=mg
В случае пружины в воде на тело действует еще и сила Архимеда, ее направление совпадает с силой упругости.
F(упр)+F(a)=F(тяж)
kx2+F(a)=mg
Выразим x1 ; x2
x1=(mg)/k
x2=(mg-F(a))/k
Разделим оба уравнения друг на друга, чтобы получить соотношение растяжений пружин (по условию спрашивается на сколько сожмется пружина, но я так полагаю вопрос должен звучать, на сколько растянется пружина)
x1:x2=(mg)/(mg-F(a))
x2=x1×(mg-F(a))/(mg)
m=roV, p-плотность воды, ro-плотность тела
x2=x1×(roVg-pVg)/(roVg)
x2=0.04×(2000-1000)/2000=0.04×0.5=0.02 (м)
Vt = V0+а*t=а*t
Vt - скорость паровоза
V0 - начальная скорость паровоза
а - будет ускорение
t - время
St=V0*t+(a*t^2)/2
St - пройденный путь паровоза
Т.к Vt0=0, то:
Vt = a*t
St= (a*t^2)/2
Sy=Vy0+(ay*t^2)/2
Sy- пройденный путь ученика
Vy0= начальная скорость ученика(2м/с)
ay - ускорение ученика(равно 0)
Следует:
Sy=2*t+(0*t^2)/2=2t
Встретятся они когда St=Sy, т.е:
(a*t^2)/2=2t
a*t=4
t= 4/a - время их встречи, следовательно:
Vt= a*t=a*(4/a)= 4 м/с
ответ. 4 м/с