alexey_donskoy

kungurov справедливо возмутился общей безграмотностью населения, которая переходит уже все мыслимые границы.
Подобных случаев можно заметить вокруг множество, по десятку на дню.
Могу напомнить вопиющий случай, когда известная газета ПГ процитировала мой пост про северное сияние, вплетя в текст комментарий астролога!

В данном же случае речь идёт о ролике, где футболист бьёт по мячу с такой пробивной силой, что вратарь влетает в ворота и рвёт сетку.
К авторам ролика претензий нет - потому что их цели мне неизвестны. Может, они сказку снимали, стёб или сюр.
Уж авторы подобных спецэффектов в физике всё-таки разбираются достаточно.
А вот Первый канал, который этот ролик на полном серьёзе процитировал - нет.
Что грустно.
Ну и зрительского возмущения как-то особо не видать.

Посему Кунгуров жертвует на благое дело целых 4000 ЖЖетонов, с условием решить на выбор одну из задач по теме. Ладно, решим все - ЖЖетоны нынче дороги и на дороге не валяются.

В общем, я, во имя повышения в массах авторитета науки готов пожертвовать честно заработанные 4000 жетонов. Размещайте у себя в ЖЖ описание физической модели, на основании которой можно произвести следующие расчеты (на выбор):
1. С какой скоростью должен лететь мяч массой 0,45 кг, чтобы тело вратаря массой 70 кг переместилось на 5 м. (все столкновения считать абсолютно упругими, сопротивлением воздуха пренебречь, деформацией тела вратаря, сетки и мяча пренебречь).
2. Какую энергию нужно передать телу массой 70 кг, чтобы оно с начальной скоростью, равной 0, приобрело ускорение, достаточное для его перемещения на 5 м.
3. Сформулируйте свои условия задачи.
Ссылки на свои расчеты кидайте в коменты.

Задачи, конечно, элементарные (хотя и с подвохом). Даже неловко их решать публично. Но искусство требует жертв.

1. Условия на первый взгляд некорректны. Но нам надо не задачу решать, а физическую модель предложить. Чем и займёмся.
Пренебрежение сопротивлением воздуха даёт нам право добавить недостающие условия: пренебрегаем также размерами и даже силой трения. Но тогда, идя по пути максимального упрощения, резонно и гравитацией пренебречь, чтобы не выдумывать кучу других параметров вроде вертикальной составляющей скорости, выбор между полётом, скольжением и кувырканием, и т.д. и т.п.
То есть рассматриваем максимально упрощённый случай: мяч с вратарём в невесомости либо, что то же самое, на горизонтальной поверхности без трения. Да, и оставляем всего одно измерение.

Тогда физическая модель, требуемая для решения задачи, будет проста: два физических тела с массами m и М и скоростями v и V, рассматриваемые как материальные точки, в упомянутой невесомости и при абсолютно упругом столкновении.
Математическая модель, соответственно, тоже проста - закон сохранения импульса.
В начале тело m имело скорость v (в направлении тела М, которое и примем за положительное), а тело М - скорость V0=0.
После абсолютно упругого столкновения m полетит обратно со скоростью -v, а М приобретёт скорость V.
Закон сохранения импульса позволяет записать: mv + M*0 = -mv + MV
Заметим, что при любых значениях параметров итоговая скорость V будет положительна (больше нуля). И тогда в любом случае рано или поздно упомянутые в задаче 5 метров будут пройдены (сопротивления же нет).
Ответом будет "любая большая нуля скорость".

2. Физическая модель такова: физическое тело массы М, рассматриваемое как материальная точка, опять же в невесомости и без сопротивления среды (трения), с начальной скоростью V0=0.
Телу каким-то образом сообщается кинетическая энергия (способ передачи, импульс и длительность воздействия не оговариваются). Важно, что именно кинетическая. Тепловую энергию сколько ни сообщай, точка никуда не поедет.
Следовательно, вывод можно сделать только один: любое количество кинетической энергии, отличное от нуля, переданное телу М, в конечном счёте приведёт к его движению с положительной скоростью. Этого достаточно, чтобы в отсутствии сопротивления тело рано или поздно прошло искомые 5 метров независимо от ускорения и прочих условий. Упоминание ускорения в задаче лишнее, ненужное для решения задачи. Ответом будет "любая отличная от нуля кинетическая энергия".

3. Попробуем составить простую корректную задачу. Разумным было бы оговорить все дополнительные условия пункта 1 и спросить, какова должна быть скорость мяча, чтобы вратарь пролетел 5 м за 1 секунду.
Заметим, что формулировка вопроса уже означает, что скорость вратаря после столкновения V=5м/с.
Тогда из той же физической модели п.1. при помощи закона сохранения импульса имеем: v=VM/2m=5*70/2*0.45=388.89м/с

Вот так как-то. :)