Покажем, как можно найти пройденный телом путь с графика зависимости скорости от времени.
Начнем с самого простого случая – равномерного движения. На рисунке 6.1 изображен график зависимости v(t) – скорости от времени. Он представляет собой отрезок прямой, параллельной осн времени, так как при равномерном движении скорость постоянна.
Фигура, заключенная под этим графиком, – прямоугольник (он закрашен на рисунке). Его площадь численно равна произведению скорости v на время движения t. С другой стороны, произведение vt равно пути l, пройденному телом. Итак, при равномерном движении
путь численно равен площади фигуры, заключенной под графиком зависимости скорости от времени.
Покажем теперь, что этим замечательным свойством обладает и неравномерное движение.
Пусть, например, график зависимости скорости от времени имеет вид кривой, изображенной на рисунке 6.2.
через t=3 сек суммарный импульс системы на которую действовала сила m*g будет равен m*g*t и направлен вниз
импульс распределен между двумя осколками
пусть х - горизонталь и положительное направление в сторону вектора v1
пусть у - вертикаль и положительное направление вверх
тогда проекция ЗСИ на х:
0=m1*v1+m2*v2x
проекция ЗСИ на у:
-m*g*t=0+m2*v2y
v2x=-v1*m1/m2 - горизонтальная составляющая искомой скорости противоположна вектору v1
v2y=-m*g*t/m2 - вертикальная составляющая искомой скорости направлена вниз
v2=корень( v2x^2+v2y^2)= корень( (v1*m1/m2)^2+(m*g*t/m2)^2)=
=корень( (v1*m1)^2+(m*g*t)^2)/m2 =корень( (v1*m1)^2+(m*g*t)^2)/(m-m1)= =корень( (100*8)^2+(20*10*3)^2)/(20-8) м/с =83,(3) м/с ~ 83 м/с
направление второго осколка численно можно описать например тангенсом угла наклона к горизонту
tg(alpha) = v2y/v2x=-m*g*t/m2 : -v1*m1/m2 = m*g*t : v1*m1 =20*10*3 / (100*8) = 0,75