Лифт опускается вниз с ускорением 3м с2. С какой силой человек массой 80кг, находящийся в лифте давит на пол лифта?

Движение тела состоит из двух симметричных половин: cначала подъём до максимальной высоты H, а потом падение обратно на землю.

Сначала найдём максимальную высоту подъёма:

H = v²/2g

Теперь вычислим, за какое время t тело с высоты H упадёт до высоты h:

H–h = gt²/2
t² = 2(H–h)/g = 2(v²/2g – h)/g = v²/g² – 2h/g 

Время t время равно половине Δt, поэтому

Δt²/4 = v²/g² – 2h/g 
v²/g² = Δt²/4 + 2h/g 
v² = g²Δt²/4 + 2hg 
v = √(g²Δt²/4 + 2hg)



Можно решить другом

Начальная кинетическая энергия тела равна mv²/2, а энергия на высоте h:

mu²/2 = mv²/2 – mgh, где u – скорость на высоте h.

u² = v² – 2gh

Время Δt равно удвоенному времени, необходимому, чтобы сила тяжести погасила скорость u:

Δt = 2u/g 

u = gΔt/2
u² = g²Δt²/4
g²Δt²/4 = v² – 2gh
v² = g²Δt²/4 + 2gh
v = √(g²Δt²/4 + 2hg)

Тормозной путь равен l = v0t - at^2/2 время торможения равно t = v0/a подставляя выражение для t в первое уравнение, получаем связь тормозного пути, начальной скорости и ускорения, вызванного равнодействующих сил:
l = v^2/2a откуда можно получить ускорение a = v^2/2l
Поскольку F = ma, получаем уравнение для вычисления силы
F = mv^2/2l = 1000*900/180 = 5000 Н
Эту же задачу можно решить, применяя динамический подход.
Поскольку кинетическая энергия мотоциклиста равна mv0^2/2 была израсходована на совершение работы против сил трения на пути l,
каковая работа определяется как A = Fl, то, приравняв эти два выражения друг другу
mv0^2/2 = Fl
получим то же самое выражение:
F = mv^2/2l = 1000*900/180 = 5000 Н