Акробат прыгает с высоты 8,0 м на натянутую сетку, и сетка провисает на 105 см. Если акробат стоит на сетке, каково ее прогиб?
от

1 Ответ

Дано:  
Высота, с которой акробат прыгает h = 8,0 м  
Провисание сетки x = 105 см = 1,05 м  

Найти:  
Прогиб сетки, когда акробат стоит на ней

Решение:  
Когда акробат прыгает на сетку, его начальная потенциальная энергия превращается в упругую потенциальную энергию сетки. Для нахождения прогиба сетки, используем закон Гука:  
Uп = (1/2) * k * x^2  
где Uп - упругая потенциальная энергия, k - жесткость сетки, x - провисание сетки  

Также, начальная потенциальная энергия акробата превращается в упругую потенциальную энергию сетки при провисании:  
mgh = (1/2) * k * x^2  
где m - масса акробата, g - ускорение свободного падения, h - высота, с которой прыгает акробат  

Из этого можно выразить жесткость сетки:  
k = 2mgh / x^2  

Теперь мы можем использовать эту жесткость для определения прогиба сетки, когда акробат стоит на ней. В этом случае вся потенциальная энергия акробата превратилась в упругую потенциальную энергию сетки:  
(1/2) * k * d^2 = mgh  
где d - прогиб сетки  

Подставляем найденное значение k:  
(1/2) * (2mgh / x^2) * d^2 = mgh  
d^2 = (mghx^2) / (mgh)  
d^2 = hx^2  
d = sqrt(hx^2)  

Подставляем известные значения и рассчитываем прогиб:  
d = sqrt(8.0 * 1.05^2)  
d ≈ 3.45 м  

Ответ:  
Прогиб сетки, когда акробат стоит на ней, составляет примерно 3.45 м.
от