2018-10-20
Оцените скорость вылета стрелы из спортивного лука, тетива которого натягивается рукой. Предполагается, что Вы хорошо представляете явление, можете сами задать необходимые для решения задачи величины, выбрать их числовые значения и получить численный результат.
Решение:
Сила, с которой спортсмен натягивает тетиву, изменяется от 0 (когда лук не натянут) до максимального значения $F$ (когда лук полностью натянут).
При этом спортсмен затрачивает энергию
$W = \frac{F}{2} x$,
где $x$ - расстояние, на которое стрелок оттягивает тетиву, примерно равное длине стрелы.
Эта энергия переходит в кинетическую энергию стрелы
$W = \frac{mv^{2} }{2}$,
где $m$ - масса стрелы, $v$ - искомая скорость. Из двух полученных выражений найдём:
$v = \sqrt{ \frac{Fx}{m} }$.
Подставив численные значения:
$F = 200 Н, x = 0,7 м, m = 0,02 кг$, получим
Ответ: $v \approx 80 м/с$