Question

Вовочка бросал портфель в снег. Кидал три раза и каждый раз портфель падал по-разному. Одно не пойму - говорил Вовочка, - масса портфеля не меняется, бросаю с одинаковой силой, портфель каждый раз проваливается в снег на разную глубину. Почему?

Answer 1

Глубина, на которую проваливается портфель, зависит от того, каким образом портфель входит в снег. Если представить форму портфеля, как прямоугольный параллелепипед с разными измерениями, то площадь боковой плоскости будет самой маленькой, затем по величине идет верхняя (нижняя) плоскость и - самая большая - передняя (задняя) плоскость.

Масса портфеля одна и та же, но давление на снег будет больше, если портфель войдет в снег боком (площадь, на которую распределяется масса портфеля, - минимальна), следовательно, в этом положении глубина погружения портфеля в снег будет максимальной.

Площадь передней (задней) плоскости портфеля - максимальная, значит, если портфель упадет в снег "плашмя", то давление, а следовательно, и глубина погружения портфеля в снег будет минимальной.

Еще больше глубина погружения портфеля будет, если он войдет в снег углом между горизонтальной и боковой плоскостями.

Так как предугадать, как именно портфель войдет в снег, под каким углом, будет ли он вращаться при этом, - невозможно, то каждый раз глубина погружения будет разной.

Для упрощения ситуации можно рассматривать три варианта, в которых вес портфеля целиком распределяется на одну из плоскостей портфеля. См.рис.

Answer 2

Возможно, причина разного проникания портфеля в снег заключается в его форме и плотности снега.

Когда Вовочка кидает портфель в снег, на глубину проникновения влияют несколько факторов:

1. Форма портфеля: Если форма портфеля меняется при каждом броске (например, он может поворачиваться в воздухе), то это может привести к разному сопротивлению воздуха и, как следствие, разной глубине проникновения в снег.

2. Угол падения: Вовочка может кидать портфель под разными углами, что также влияет на глубину проникновения. Когда портфель падает под более крутым углом, он может провалиться глубже, чем при полете под более пологим углом.

3. Плотность снега: Если плотность снега неоднородна (например, есть слой снега разной плотности на разных глубинах), то портфель может провалиться на разную глубину в зависимости от того, в какой слой он попадает.

4. Первоначальная скорость портфеля: Вовочка говорит, что бросает портфель с одинаковой силой, но возможно, что его движение перед броском не всегда одинаково. Мелкие различия в начальной скорости могут повлиять на траекторию полета и глубину проникновения.

В целом, ситуация довольно сложна, и множество факторов может влиять на глубину проникновения портфеля в снег. Большее количество информации и более точные измерения могут помочь лучше понять причину разницы в глубине проникновения.