<script type="text/x-mathjax-config"> MathJax.Hub.Config({
extensions: ['tex2jax.js'],
jax: ['input/TeX','output/HTML-CSS'],
tex2jax: {
inlineMath: [ ['$','$'], ['\\\(','\\\)'] ],
processEscapes: true,
processClass: 'tex2jax',
ignoreClass: 'html'
},
showProcessingMessages: false,
messageStyle: 'none'
});
</script>
Решение задач из Савченко О.Я.
<div id="1" class="row odd">
<div class="col col-lg-12">
<h3> Условие: </h3>
<div class="task">
<p> \\(2.1.35^*.\\) Масса воздушного шара вместе с канатом, волочащимся по земле, равен $m$; выталкивающая сила, действующая на шар, равна $F$; коэффициент трения каната о землю равен $µ$. Сила сопротивления воздуха, действующая на воздушный шар, пропорциональна квадрату скорости шара относительно воздуха: $f = \alpha v^2$
. Найдите скорость шара относительно земли, если дует
горизонтальный ветер со скоростью
Решение:
<div class="solutions">
<p class="TxtSolutions">
На шар действуют пять сил (см. рис.): сила тяжести $\vec{F}_{т} = M \vec{g}$, выталкивающая сила $\vec{F}$, сила сопротивления воздуха $\vec{F}_{c}$, сила реакции Земли $\vec{N}$ и сила трения со стороны Земли $\vec{F}_{тр}$. <br><br>
Обозначим через $\vec{v}^{ \prime}$ скорость шара относительно Земли. Тогда <br><br>
<center>
$\vec{F}_{c} = - \alpha ( \vec{v}^{ \prime} - \vec{u})$. <br><br>
</center>
Из условия, что воздушный шар движется равномерно в горизонтальном направлении, следует<br><br>
<center>
$| \vec{F}_{c} | - | \vec{F}_{тр} | = 0$<br><br>
</center>
и <br><br>
<center>
$| \vec{F}| + | \vec{N}| - M | \vec{g} | = 0$. <br><br>
</center>
Кроме того, <br><br>
<center>
$| \vec{F}_{тр} | = \mu | \vec{N} |$. <br><br>
</center>
С учетом того, что <br><br>
<center>
$| \vec{F}_{c}| = - \alpha ( | \vec{v}^{ \prime} | - | \vec{u} | )$, <br><br>
</center>
из последних трех уравнений получим <br><br>
<center>
$| \vec{v}^{ \prime} | = | \vec{u} | - \frac{ \mu}{ \alpha} (M | \vec{g} | - | \vec{F} | )$<br><br>
</center>
</p>
</div>
<h3> Ответ: $v = u − \sqrt{(µ/α)(mg − F)}$ при $αu^2 \geq µ(mg − F)$, иначе $v = 0$</h3>
</div>
</div>
</div>
<a href="#" class="back-to-top affix"> ↑ наверх </a>
</div>
</div>
<footer class="row container">
<div class="col col-lg-3">
<div class="footer-left">
<p>
<small> © <strong>Решебник Савченко О.Я.</strong>, 2023-2023 <br>
</small>
</p>
</div>
</div>
<div class="col col-lg-6">
<div class="footer-middle">
<p>
<small> Все права принадлежат авторам. <br> Коммерческое использование материалов — с письменного разрешения авторов. <br> astrosander01@gmail.com <br>
<i>E = mc <sup>2</sup>
</i>. </small>
</p>
</div>
</div>
<div class="col col-lg-3">
<div class="footer-right">
<div class="pull-right"></div>
</div>
</div>
</footer>
<script type="text/javascript" src="/js/bootstrap-affix.js"></script>
<script type="text/javascript">
$(function() {
setTimeout(function() {
$('.back-to-top').affix();
}, 100);
});
</script>