Предполагая отсутствие трения / «идеальную» среду и учитывая мяч, удерживаемый на эластичной подвеске (например, в ручной катапульте), где карман легче самого снаряда , в какой точке шар отделяется от кармана? В начале выстрела или когда карман для ремня проходит через исходное положение?
Мои мысли - пожалуйста, подтвердите или опровергните:
Закон Гука говорит нам, что сила, прикладываемая к карману для ремня, прямо пропорциональна расстоянию от исходного положения.
Учитывая меньший вес кармана, я полагаю, что его скорость (в результате приложенной силы упругости) будет больше, чем у самого снаряда; таким образом, он должен толкать снаряд (и, таким образом, находиться в контакте с ним) до тех пор, пока мы не пройдем положение покоя в первый раз (при условии синусоидального движения ленты при ее вибрации)
При прохождении положения покоя сила теперь начинает прикладываться в противоположном направлении и, таким образом, уменьшает поступательную скорость гильзы до меньшей скорости снаряда, который движется с постоянной максимальной скоростью.
Я программист, а не физик, поэтому ваше терпение приветствуется. Также обратите внимание, что я пытаюсь сохранить определенные факторы, например. импульс, здесь не в курсе, так как он не нужен для того, что я строю (из-за определенных сокращений). На самом деле меня интересуют только сила, ускорение, масса и скорость.
Мяч ускоряется карманом ремня, поэтому он будет оставаться в контакте с карманом, пока карман ускоряется, т.е. пока резина сохраняет некоторое натяжение.
Если вы предполагаете, что строп описывается законом Гукса, карман начнет замедляться, когда он пройдет через свое «покоящее» положение, поэтому в этот момент шар отделится.
В настоящей праще, которую я сделал в детстве, резиновые ленты ослабевают до того, как мяч достигает стропы, и они останутся провисшими, когда мяч и карман проходят через плечи стропы и еще какое-то расстояние. Точная точка, в которой они разделятся, будет зависеть от того, насколько быстро луза и шар замедляются за счет сопротивления воздуха. На практике я предполагаю, что они разделятся, как только резина провиснет, или, в худшем случае, очень скоро после этого. Я предполагаю, что это потому, что карман намного легче, чем мяч, и он тянет (теперь ослабленные) резиновые ленты.
Мяч покидает рогатку, когда скорость мяча больше скорости рогатки. Конкретно в этом случае, когда рогатка начинает тормозить.
Представьте, что мяч и рогатка движутся вместе (назовем чашу рогатки просто рогаткой), причем рогатка ускоряется из-за прикрепленных к ней упругих нитей. Мяч также чувствует это ускорение, потому что рогатка толкает его. Как только рогатка достигает точки, в которой ленты ослабевают, шарик и рогатка все еще вместе и движутся с постоянной скоростью. Как только нити натянуты, рогатка замедляется, но, поскольку мяч не связан с ними, он не чувствует этой силы, поэтому продолжает движение. Вот они и расходятся.
Предположим, что нет точки, в которой полосы ослаблены, вместо этого мы скажем, что есть точка, в которой они максимально ослаблены. Сразу после этого момента они начнут тянуть назад рогатку, но не мяч. Вот они и расходятся.
В обоих этих случаях именно здесь рогатка достигла максимальной скорости, как раз перед тем, как она должна была замедлиться.