Решение на момент правки #20327 от , автор Valter. Это не текущая версия.

Условие

2.2.42. С какой силой давит на землю кобра, когда она, готовясь к прыжку, поднимается вертикально вверх с постоянной скоростью ? Масса змеи , её длина .

Решение

Силы действующие на кобру
Силы действующие на кобру

Для решения задачи воспользуемся вторым законом Ньютона в импульсной форме. Рассмотрим малый участок кобры длиной и массой . При отрыве от земли этот участок скачкообразно приобретает скорость , а значит, и импульс:

Так как змея однородна, масса этого малого участка равна:

По второму закону Ньютона, дополнительная сила имп, необходимая для постоянного ускорения (приведения в движение) всё новых и новых участков поднимающейся змеи, равна скорости изменения импульса:
имп

Поскольку (скорость подъема змеи), получаем:
имп

Общая сила реакции опоры , с которой земля действует на змею, складывается из силы тяжести всей змеи (, так как часть на земле давит своим весом, а часть в воздухе поддерживается телом) и этой дополнительной силы имп:

По третьему закону Ньютона, сила, с которой кобра давит на землю, по модулю равна реакции опоры .

Ответ