Решение

Республиканская олимпиада 2009 9 класс № 2

1.1

1.1 Деформации элементов одинаковы, а внешняя сила уравновешивается силой упругости пружины и демпфера:

Используя формулы (1) и (2) из условия задачи составим уравнение:

Из которого получаем выражение для скорости

Зависимость скорости деформации от величины деформации представляет собой отрезок прямой, пересекающей ось в точке и ось в точке .

В начальный момент времени деформация отсутствует, , поэтому скорость деформации будет максимальна и равна:

Затем, по мере увеличения деформации, скорость деформации будет становиться все меньше и меньше (асимптотически приближаться к нулю).

Величина деформации вначале достаточно быстро увеличивается, а затем, т.к. скорость уменьшается, постепенно приближается своему равновесному значению:

1.2

1.2 При последовательном соединении величина деформации равна сумме деформаций каждого элемента, а сила оказывается приложенной и к пружине и к демпферу (элементы невесомые).

Следовательно, скорость деформации мгновенно достигнет значения (4) и не будет изменяться с течением времени. Величина деформации также мгновенно достигнет значения (5), а затем будет линейно увеличиваться.

1.3

1.3 Смешанное соединение приведет к тому, что в начальный момент времени произойдет мгновенная деформация на величину (5). Затем деформация будет повторять таковую, описанную в первом пункте задачи. Т.е. скорость в начальный момент будет равна (4), а затем будет уменьшаться. А деформация будет увеличиваться и приближаться к значению . На графике зависимости также произойдет смещение на величину .

Примечания

  1. 1. , «» ЕслиВамнеудалосьдоказатьсправедливостьформулытонкойлинзытоиспользуйтееекакочевидныйфакт при выполнении последующих пунктов задачи.