Две прямоугольные пластинки массами m1=200 г и m2=100 гсоединены невесомой пружиной жесткости κ=300 H/м. Плоскости пластин параллельны. Концы пружины соединены с центрами пластин. Первая пластина лежит на горизонтальной поверхности. Вторая пластина удерживается над ней вертикально расположенной пружиной. Пружина сжата внешней силой и весом верхней пластины так, что ее длина стала меньше ее длины в ненагруженном состоянии на ΔL. При каком минимальном значении ΔL верхняя пластина, подпрыгнув (после прекращения действия внешней силы), оторвала бы от горизонтальной поверхности нижнюю пластину? (ответ округлить до единиц [см] и записать без указания единиц измерений, принять g=10 м/с2)

Закон сохранения энергии гласит, что сумма потенциальной и кинетической энергии всегда постоянна( так как энергия никуда не исчезает и не берется из ниоткуда). запишим этот закон:

Е=Ек+Еп; Е=(m*v*v)/2+mgh.

в первой ситуации, когда тело находясь на высоте не падает, закон имеет вид:

Е1=(m*0*0)/2+mgh

во второй ситуации на половине пути:

Е2=(m*v*v)/2+mgh/2

по закону сохранения энергии:

Е1=E2

(m*v*v)/2+mgh/2=(m*0*0)/2+mgh; |*2

m*v*v+mgh=2mgh

v*v=(2mgh-mgh)/m

v*v=gh

из полученной записи считаем кинетическую энергию в середине пути:

Е кинетическая= (2кг*10н/кг*15м)/2=150 Н

E потенциальная=2кг*10Н/кг*15 м/2=150Н

Vн начальная скорость 30 м/с

потом тело падает с ускорением g вниз

считаем скорость Vк в момент удара о землю по ф-ле H= (Vк^2-Vн^2)/2g  [1]

Vк^2 = 2gH+Vн^2 [2]

потом тело движется равнозамедленно в земле до полной остановки

на глубине h под действием силы сопротивления грунта F=ma [3]

считаем по той же ф-ле [1] только вместо g ставим а ускорение с минусом

Vн.гр =Vк начальная скорость в грунте Vк^2 = 2gH+Vн^2 [2]

Vк.гр конечная скорость  в грунте 0 м/с

 h= (Vк.гр^2-Vн.гр^2)/2а 

подставим Vн.гр ,Vк.гр

 2a=(0-2gH-Vн^2)/h

a=(-2gH-Vн^2)/2h

подставляем a в ф-лу  [3]

F =ma=m*(-2gH-Vн^2)/2h= 3*(-2*10*99-30^2)/(2*1)= - 4320 H = -4.32 кН

сила F со знаком "-" направлена против движения