ГДЗ: Задание 550. Почему сгибание ног уменьшает нагрузку при приземлении — Закон сохранения механической энергии / Физика. 9 класс. Базовый уровень. Сборник вопросов и задач
Законы движения и взаимодействия телСтраница: 85Задачи-исследования
Задание 550. Почему сгибание ног уменьшает нагрузку при приземлении
Задачи-исследования
Докажите связь силы удара и пути торможения при приземлении.
Условие из сборника, с. 85, фрагмент 1Условие из сборника, с. 86, фрагмент 2
Ответ
Пусть начальная скорость контакта v, остановка на пути s вниз. Работа средней реакции вверх и тяжести: \(mgs-N_{\rm ср}s=-mv^2/2\). Поэтому \(\boxed{N_{\rm ср}=mg+\frac{mv^2}{2s}}\). При неизменных m и v больший путь торможения даёт меньшую среднюю силу реакции. При падении из покоя с высоты h над началом торможения \(N_{\rm ср}=mg(1+h/s)\).
Сгибание ног увеличивает путь и время торможения. Для пиковых сил нужна конкретная зависимость от времени; одна формула даёт среднюю по пути. При приземлении механическая энергия обычно переходит во внутреннюю, поэтому буквально сохранять только K+U во время удара нельзя: используется баланс энергии с работой тормозящих сил.
Что применять при решении
Сохранение механической энергии
\(K_0+U_0=K_1+U_1\) при отсутствии работы неконсервативных сил.
Изменение энергии
\(\Delta(K+U)=A_{\rm неконс}\).
Пружина и тяжесть
При сжатии вертикальной пружины тяжесть продолжает совершать работу на дополнительном пути.
Нулевой уровень
Все высоты и энергии в одном расчёте должны относиться к согласованному нулю.
Создать проектГотовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.
Уведомление об авторском праве и цитировании
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов
используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме,
оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве
(в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования
указаны для каждого используемого фрагмента.