Решебник Савченко
<h3 id="back-link"><a href="/ru#2.1">$\leftarrow$Назад</a></h3>
<h3> Условие: </h3>
<p>
$2.1.7.$ Для измерения массы космонавта на орбитальной станции используется подвижное сиденье известной массы $m_0$, прикрепленное к пружине. При одной и той же начальной деформации (сжатии) пружины пустое сиденье возвращается в исходное положение через время $t_0$, если же на сиденьи находится космонавт — через время $t > t_0$. Какова масса космонавта?
</p>
<h3> Решение: </h3>
<center>
<figure>
<img src="astronaut_wheel.jpg"
loading="lazy" width="380" />
<figcaption>
Tamara Jernigan using the Body Mass Measurement Device (BMMD)
</figcaption>
</figure>
</center>
<p>
Запишем второй закон Ньютона с космонавтом
$$kx_2 = (m_0 + m) a_2$$
И с пустым креслом
$$kx_1 = m_0 a_1$$
Учтем равноускоренное движение
$$\left\{\begin{matrix}
k \frac{a_1t_0^2}{2} = m_0 a_1\\
k \frac{a_2t^2}{2} = (m_0+m) a_2
\end{matrix}\right.$$
Из первого уравнения
$$k = \frac{2m_0}{t_0^2}$$
Подставляем во второе
$$\fbox{$m = m_0(\frac{t^2}{t^2_0} − 1)$}$$
</p>
<h4>
Ответ:
</h4>
<p>$$m = m_0[(t/t_0)^2 − 1]$$</p>
<p style="text-align: right; font-style: italic; font-size: 14;">Козак Анастасия</p>
<br>
<footer class="row container">
<p>
<small> © <strong>Решебник Савченко О.Я.</strong>, 2023-2024 <br></small>
</p>
<p>
<small>Все права принадлежат авторам. <br> Коммерческое использование материалов — с письменного разрешения авторов. <br> aliaksandr@savchenkosolutions.com <br></small>
</p>
</footer>