Ходьба на Земле и на Марсе
5/10В простейшей физической модели пешей ходьбы считается, что центр масс человека движется по периодической кривой, повторяющийся участок которой представляет собой дугу окружности с радиусом, равным длине ноги человека \(H\). Определите в рамках этой модели отношение максимальных скоростей ходьбы на Земле и на Марсе, а также отношение мощностей, затрачиваемых при ходьбе с максимально возможной скоростью на этих планетах. Масса Марса составляет 0,11 массы Земли, радиус Марса равен 0,53 радиуса Земли. По поверхности Марса человек перемещается в скафандре, масса которого составляет примерно треть массы человека. Траектории центра масс человека на Земле и человека в скафандре на Марсе считайте одинаковыми. Учтите, что при ходьбе необходим постоянный контакт хотя бы одной ноги с поверхностью планеты.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаВ верхней точке дуги нужна центростремительная сила, а её создаёт только сила тяжести, и опора не должна пропасть. Отсюда ограничение на скорость; мощность же идёт на подъём центра масс на каждом шаге.
Ответ1) \(\dfrac{u_{\text{З.max}}}{u_{\text{М.max}}} = \sqrt{\dfrac{g_{\text{З}}}{g_{\text{М}}}} \approx 1{,}6\); 2) \(\dfrac{P_{\text{З.max}}}{P_{\text{М.max}}} = \dfrac34\cdot\left(\dfrac{g_{\text{З}}}{g_{\text{М}}}\right)^{3/2} \approx 3{,}1\).
Похожие задачи
- Вагонетка с грузом на вогнутом мосту МОШ 2009/10, 10 кл.
- Цепочка на нитях МОШ 2019/20, 10 кл.
- Бусинка на параболической проволоке МОШ 2014/15, 10 кл.
- На нитке МОШ 2023/24, 10 кл.
- Шайба в полости и ускорение МОШ 2024/25, 11 кл.
- Шайба на нити на наклонной плоскости МОШ 2010/11, 9 кл.