Question

С какой силой грабли бьют по лицу человеку если наступить на них?

Это олимпиадная задача по физике уровня города или даже области. Как решить?

Answer 1

Допустим человек массой 75кг, ростом 180см, грабли 9см, древко граблей 180см. Теперь есть все данные чтобы рассчитать энергию граблей перед соударением с лицом. Сила будет зависеть от того, насколько упругим было столкновение, на сколько сместилось лицо при ударе, увернулся ли человек и прочих факторов. Для простоты расчета можно допустить, что грабли при ударе сдвинули лицо на 9см.

Сделав допуск, близкий к среднестатистическому, можно решить большинство задач, в которых не раны некоторые необходимые данные. Помнится, встречалась задача, когда нужно было принять 1:5 примерно равным нулю- и решение находилось! В первом приближении, однако хоть какое-то решение. А дальше можно методом итераций дойти до более верного значения. Хотя это уже не школьные задачи, а научные уровня кандидатской.

Answer 2

Можно представить грабли, как двуплечий рычаг, короткое плечо 10 см, а длинное плечо 1,7 м. На конце ручки масса груза 0,1 кг. И предположим, что ручка повернулась за 1 секунду. Тогда скорость вращения ручки 0,25 об/сек или 15 оборотов в минуту. Линейная скорость на радиусе 1,7 м будет примерно 2,5 м/сек, а кинетическая энергия 0,3 Джоуля. Это в 7 раз слабее, чем энергия пули от пневматической винтовки, так что ничего страшного со лбом не случится. Но грабли лучше не разбрасывать.

Answer 3

Ровно с той же силой, с какой на них наступил человек. Вес у всех разныи и по нему вообще считать нельзя. Наступить человек може спокойно двигаясь, тогда даже не весь его вес будет задействован. А может бежать и тогда к весу прибавится и скорость нажатия на грабли. А если прыгнет человек массой под 150 двумя ногами, то и башку проломит с легкостью или стопы проткнет.