Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14409
2020-11-28 
Упругий шарик свободно падает на горизонтальную упругую поверхность. Построить график скорости и ускорения шарика.
Решение:
Графики зависимости скорости и ускорения от времени к моменту встречи $t_{1}$ тела с горизонтальной поверхностью показано на рис., а, б. За время $t_{1}$ тело, что падает, начинает взаимодействовать с горизонтальной поверхностью. На тело со стороны поверхности действует растущая сила реакции. В начальный момент взаимодействия эта сила равна нулю. Поскольку сила реакции противоположна силе земного притяжения, то результирующее ускорение движения тела становится меньше, чем $g$, и уменьшается со временем. В момент $t_{2}$ (рис.) $| mg | = | kx |$. Результирующее ускорение $\vec{g} + \vec{a} = 0$. К моменту $t_{2}$ скорость возрастала все время, но рост скорости происходило все меньше и в момент времени $t_{2}$, когда скорость тела достигла своего максимального значения, рост скорости прекратилось вовсе ($a = 0$). С этого момента результирующее ускорение, а следовательно и результирующая сила, меняет свой знак. Однако скорость, уменьшаясь по абсолютному значению, сохраняет свой знак (направление) до момента времени $t_{3}$, то есть до того момента, в который отрицательное ускорение (кривая, указанная пунктиром) приобретает максимального по абсолютной величине значения. В момент времени $t_{3}$ скорость тела равна нулю и после этого изменила свой знак. Тело начинает двигаться в обратном направлении. Следовательно, деформация уменьшается.
Сила, возникающая в результате деформации, по абсолютной величине уменьшается, поэтому после момента времени $t_{3}$ уменьшается и абсолютная величина ускорения. В момент $t_{4}$ упругая сила снова равен по абсолютному значению силе тяжести. Противоположная по направлению скорость в момент времени $t_{4}$ становится максимальной по абсолютной величине.
После $t_{4}$ сила тяжести преобладает над упругой силой по абсолютной величине и результирующее ускорение движения тела меняет свой знак. Скорость, уменьшаясь по абсолютному значению, в момент $t_{5}$ равна по абсолютной величине скорости $v_{1} = gt_{1}$, но противоположная ей по знаку. Следовательно, $v_{1}$ не является максимальным по абсолютной величине значением скорости, которую имеет тело.
Упругий шарик свободно падает на горизонтальную упругую поверхность. Построить график скорости и ускорения шарика.
Решение:
Графики зависимости скорости и ускорения от времени к моменту встречи $t_{1}$ тела с горизонтальной поверхностью показано на рис., а, б. За время $t_{1}$ тело, что падает, начинает взаимодействовать с горизонтальной поверхностью. На тело со стороны поверхности действует растущая сила реакции. В начальный момент взаимодействия эта сила равна нулю. Поскольку сила реакции противоположна силе земного притяжения, то результирующее ускорение движения тела становится меньше, чем $g$, и уменьшается со временем. В момент $t_{2}$ (рис.) $| mg | = | kx |$. Результирующее ускорение $\vec{g} + \vec{a} = 0$. К моменту $t_{2}$ скорость возрастала все время, но рост скорости происходило все меньше и в момент времени $t_{2}$, когда скорость тела достигла своего максимального значения, рост скорости прекратилось вовсе ($a = 0$). С этого момента результирующее ускорение, а следовательно и результирующая сила, меняет свой знак. Однако скорость, уменьшаясь по абсолютному значению, сохраняет свой знак (направление) до момента времени $t_{3}$, то есть до того момента, в который отрицательное ускорение (кривая, указанная пунктиром) приобретает максимального по абсолютной величине значения. В момент времени $t_{3}$ скорость тела равна нулю и после этого изменила свой знак. Тело начинает двигаться в обратном направлении. Следовательно, деформация уменьшается.
Сила, возникающая в результате деформации, по абсолютной величине уменьшается, поэтому после момента времени $t_{3}$ уменьшается и абсолютная величина ускорения. В момент $t_{4}$ упругая сила снова равен по абсолютному значению силе тяжести. Противоположная по направлению скорость в момент времени $t_{4}$ становится максимальной по абсолютной величине.
После $t_{4}$ сила тяжести преобладает над упругой силой по абсолютной величине и результирующее ускорение движения тела меняет свой знак. Скорость, уменьшаясь по абсолютному значению, в момент $t_{5}$ равна по абсолютной величине скорости $v_{1} = gt_{1}$, но противоположная ей по знаку. Следовательно, $v_{1}$ не является максимальным по абсолютной величине значением скорости, которую имеет тело.
