2018-11-01
Брусок лежит на однородной горизонтальной плоскости. После одиночного удара молотком он, пройдя расстояние $L = 0,4 м$, останавливается через время $T$. Какое расстояние пройдёт брусок после трёх таких одинаковых ударов, произведённых через интервал времени $\tau = 2T/3$? При каждом ударе сообщается один и тот же импульс. Ответ выразите в м.
Решение:
Пусть скорость после одного удара $V$, из-за трения брусок равноускоренно тормозится. Тогда $L = VT/2, V = aT$, откуда $V = 2L/T$ и $a = 2L/T^{2}$.
При трёх ударах график зависимости скорости от времени имеет вид (рис.).Чтобы погасить тройной импульс требуется тройное время, добавки скорости при ударах одинаковы и равны $V$. У наклонных участков одинаковый наклон, отвечающий ускорению $a$. Определим перемещение по площади подграфика скорости. Дополним его то треугольника, «площадь» которого $9VT/2$. И вычтем площадь трёх паралелограммов $3V \tau$. Тогда перемещение
$s = \frac{9VT}{2V} - 3V \tau = 9L - \frac{6L \tau}{T} = 5L = 2 м$.
Полное и верное решение возможно и без графика.