Спортсмен разбегается с максимальным ускорением и делает прыжок в длину. Как велика оказалась длина прыжка, если высота взлета спортсмена h? Коэффициент трения принять равным μ, время действия силы трения при разбеге считать ра...

1) Разберёмся для начала с "максимальным ускорением". Как разгоняется спортсмен? Он опирается на поверхность ногой и толкает себя вперёд с некоторой силой F. Посмотрим, какие силы действуют на опорную ногу в точке соприкосновения с поверхностью. Человек толкает себя вперёд с силой F, тогда по третьему закону Ньютона на ногу действует сила F в противоположном направлении, т.е. назад. Также существует сила трения Fтр, направленная вперёд. Записываем второй закон Ньютона: [latex]ma=F-F+F_{TP}=F_{TP}[/latex] Максимальная сила трения равна [latex]F_{TP}^{max}=\mu mg[/latex], поэтому максимальное ускорение, которое можно получить, есть [latex]a=\mu g[/latex] 2) Теперь поговорим о том, что же происходит в задаче. Спортсмен разгоняется с ускорением a (в течение времени τ), в момент отрыва от земли добавляется вертикальная составляющая скорости (горизонтальная остается той же), спортсмен летит по параболе и, наконец, приземляется. Горизонтальная компонента скорости не меняется и остается равной Vx = μgτ, тогда длина прыжка будет равна Vx * T, где T - время прыжка. Остается найти T. 3) Итак, задача превратилась в стандартную: с некоторой скоростью подбросили вверх нечто (нечто = спортсмен в данном случае), это нечто достигло высоты h и упало обратно. Необходимо найти время полёта T. Задача решается, например, так: понятно, что искомое время - удвоенное время падения t с высоты h (время подлёта к верхней точки такое же, что и время спуска, а время спуска найти проще). t найдем из равенства [latex]h=\dfrac{gt^2}2\\ t=\sqrt{\dfrac{2h}g}[/latex] Отсюда [latex]T=2t=2\sqrt{\dfrac{2h}g}[/latex] 4) Остается получить ответ. [latex]L = V_x\cdot T=\mu g\tau\cdot 2\sqrt{\dfrac{2h}g}=2\mu\tau\sqrt{2gh}[/latex]