Вопросы по падению тела вертикально и по траектории (9 августа 2008)

  1. Какова будет рассеиваемая энергия при ударе тела о землю при полете по дуге параболы и при простом вертикальном падении?
  2. То есть при какой траектории тело испытает при приземлении большую нагрузку: при падении вертикальном или при полете по траектории?
  3. Имеет ли выгоду падение по траектории в качестве более безопасного для тела падения? При падении с высоты тело приобретает начальную скорость.
  4. Влияет ли вращение тела в полете на силу/энергию удара при приземлении? Тело считать однородным шаром.

Источник: Запросы ВВС РФ по теме "падение тел".

Подсказка:

1. Воспользуйтесь законом сохранения энергии и определите вертикальную составляющую скорости тела при падении. В зависимости от рассматриваемого взаимодействия кинетическая энергия (зависящая от вертикальной составляющей скорости тела) перейдет частично или полностью в тепло (считаем поверхность гладкой).

2. На нагрузку тела при взаимодействии с поверхностью земли повлияет импульс силы, полученный телом при столкновении. При вертикальном падении он окажется также большим, чем при движении по дуге параболы.

3. При движении по более пологой траектории нагрузка на тело при взаимодействии с землей будет наименьшей (уменьшение вертикальной составляющей скорости и увеличение горизонтальной составляющей).

4. Вращение тела (в зависимости от направления) повлияет на кинетическую энергию поступательного движения тела, а следовательно, и на силу, энергию, перешедшую в тепло. Более подробно по этому вопросу читайте на стр. 117, Е. И. Бутиков и др. Физика в примерах и задачах.