На тело m = 5 кг во время броска вверх действует сила F =100 Н в течение 1с На какую высоту поднимется тело? Когда тело находилось в невесомости? Как без начальной скорости найти дальность полета?

Решение:

           Путь тела будет состоять из двух участков:  участок h1, где действует сила F  и участок h2  после прекращения действия силы F.  Обозначим:  V1 - скорость  в момент окончания действия силы F,  Vo - начальная скорость (в нашем случае равна нулю),  а - ускорение под действием силы F, A  - результирующее ускорение -  сумма ускорения в результате действия силы F и ускорения земного тяготения,   t  - время, g - ускорение земного тяготения, F - сила, m - масса. h - высота подъема. 
         
          На первом участке на тело действуют сила F и сила земного притяжения G.  Согласно второму закону Ньютона ускорение A определяется как отношение равнодействующей силы к массе:

$А =\frac{F-G}{m}=\frac{F}{m}-\frac{mg}{m}=\frac{F}{m}- g$

          Высота подъема тела, двигающегося в силовом поле с ускорением А определяется известной зависимостью:

$h_1= \frac{At^2}{2} =\frac{(a-g)t^2}{2}$ 

 
          На втором участке  тело начинает движение с начальной скоростью

 $V_1 = V_o+At =(\frac{F}{m} - g)t)$

         Высота максимального подъема тела, движущегося вверх в поле земного притяжения  с начальной скоростью V1 определяется зависимостью

 $h_2=\frac{V_1^2}{2g} =\frac{(F/m - g)t)^2}{2g}$

        В сумме высота подъема тела составит:

 $h=h_1+h_2$

                                                         $h=\frac{(a-g)t^2}{2} +\frac{(F/m - g)t)^2}{2g}$

       Время подъема состоит из времени на первом $t_1$ и втором $t_2$ участке. На первом участке оно задано в условии  задачи. На втором  $t_2 = \sqrt{2h_2}{g}$

$t = t_1 + t_2$

       Тело будет находиться в состоянии невесомости все время полета