2023-08-29
Мистер Исключительный разозлился и бросил своего босса в стену, но не рассчитал силу, и тот пробил несколько стен в офисе. После «прохождения» первой стены, сделанной из двух слоев гипсокартона, скорость босса снизилась на 11%. Затем он летел через кабинеты обычных сотрудников, разделенные одним слоем такого же гипсокартона. Сколько всего он пробил стен, если не касался пола до остановки? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Решение:
Пусть начальная скорость босса $v_{0}$. После того, как он пробил два листа гипсокартона, его скорость стала $0,89v_{0}$ . Его энергия уменьшилась на $\Delta E = \frac{m}{2} v_{0}^{2} (1 - 0,89^{2})$. Эта часть энергии пошла на разрушение двух слоев гипсокартона. Значит, чтобы пробить один слой гипсокартона, нужно совершить работу $A = \frac{ \Delta E}{2} = \frac{m}{4} v_{0}^{2} (1 - 0,89^{2})$.
Чтобы найти, сколько всего слоев гипсокартона пробьёт босс, нужно его начальную энергию разделить на работу по разрушению одного слоя и округлить до целого числа вниз:
$N = \left [ \frac{mv_{0}^{2}}{2A} \right ] = \left [ \frac{2}{1 - 0,89^{2}} \right ] = 9$.
Но, поскольку первая стена состояла из двух слоев гипсокартона, то всего босс пробил 8 стен.
Ответ: 8 стен.