ответ: h≈1,037 м.
Объяснение:
Пусть h и M - искомая толщина и масса льдины, а H - глубина водоёма. Пусть ρ1=900 кг/м³ - плотность льда, а ρ2=1000 кг/м³ - плотность воды. Пусть S=1 м² - площадь поверхности льдины, а Т=2 с - период колебаний льдины с человеком, масса которого m=80 кг. Возьмём координатную ось ОХ, совместим её начало О с дном водоёма и направим её вертикально вверх. Пусть x0 - координата нижнего края льдины до наступления на неё человеком. Так как в это время льдина плавает, то по второму закону Ньютона ρ2*S*(H-x0)*g-ρ1*S*h*g=0, где g≈10 м/с² - ускорение свободного падения. Пусть x- координата нижнего края льдины после наступления на неё человеком. По второму закону Ньютона, ρ2*S*(H-x)*g-(ρ1*S*h+m)*g=(ρ1*s*h+m)*d²x/dt². Оно приводится к виду d²x/dt²+x*ρ2*S*g/(ρ1*S*h+m)=(ρ2*S*x0*g-m*g)/(ρ1*S*h+m). Наконец, обозначая A=ρ2*S*g/(ρ1*S*h+m) и B=(ρ2*S*x0*g-m*g)/(ρ1*S*h+m), запишем это уравнение в виде x"+A*x=B. Это - неоднородное ЛДУ 2 порядка с постоянными коэффициентами, решение которого имеет вид: x=x1+x2, где x1 - общее решение однородного уравнения x1"+A*x1=0, а x2 - частное решение данного неоднородного уравнения. Для решения уравнения x1"+A*x1=0 составляем характеристическое уравнение (ХУ): k²+A=0. Так как A>0, то это уравнение имеет комплексные корни k1=i*√A и k2=-i*√A, где i=√(-1. Отсюда x1=C1*cos(t*√A)+C2*sin(t*√A)=C*sin(t*√A+α), где C1 и C2 - произвольные постоянные, C=√(C1²+C2²), α=arctg(C1/C2). Частное решение x2=B/A. Тогда x=x1+x2=C*sin(2*π*t/T+α)+B/A. Отсюда следует, что 2*π/T=√A, откуда A=ρ2*S*g/(ρ1*S*h+m)=4*π²/T² и h=ρ2*g*T²/(4*π²*ρ1)-m/(ρ1*S)≈1,037 м.
1.
Дано:
m=7 кг
V=300 км/ч
V₀=0
l=0.9 м
Найти: F-?
s= (V²-V₀²)/2a, т.к. V₀=0, то s=V²/(2a) - (домножим обе части на 2а, чтобы избавиться от знаменателя):
2as=V²
a=V²/(2s)
Теперь пользуясь формулой из второго закона Ньютона, подставим в него вместо ускорения a то, что у нас получилось:
F=m*a=m*V²/(2s) = (7*300²*1000²)/(3600²*2*0.9)=27006.17 Н= 27кН
ответ: F= 27кН
2.
А = Е2 - Е1
Е2 = mv²/2
E1 = mv₀²/2 + mgh
A = -18125 -2450h
3.
Дано:
m= 9.8 кг
Т = 3с
Найти:
k-?
v-?
1) Т = 2π√(m/k)
k = (4π²m)/T² = (4*9.8596*9.8)/9=49 Н/м
2) v = 1/T = 1/3 = 0.3 Гц
ответ: k=49 Н/м; v=0,3Гц
