2017-11-07
Двигатель подводной лодки развивает мощность $P$. При этом её скорость равна $u$. Определите, на каком расстоянии $S$ от точки выключения двигателя остановится лодка, если сила сопротивления движению лодки пропорциональна ее скорости. Масса лодки равна $M$. Глубина погружения лодки не меняется на протяжении всего пути.
Решение:
Воспользуемся для решения вторым законом Ньютона:
$ma = - \alpha v$ или $m \frac{ \Delta v}{ \Delta t} = - \alpha v$.
С учётом того, что $v \Delta t = \Delta S$, получим
$m \Delta v = - \alpha \Delta S$,
или, в конечном виде,
$mu = \alpha S_{0}$.
Наконец, величина $\alpha$ определяется из начальных условий:
$P = F \cdot u = \alpha \cdot u^{2}$.
Откуда $\alpha = \frac{P}{u^{2}}$ и окончательно
$S = \frac{mu^{3}}{P}$.