Находящийся на шкафу кот массой m1 = 3,0 кг запрыгивает на светильник, расположенный на расстоянии L = 100 см от шкафа (см. рис.). Начальная скорость кота направлена горизонтально. Светильник массой m2 = 2,0 кг подвешен на невесомом нерастяжимом шнуре на расстоянии H1=140 см от потолка. Расстояние от потолка до шкафа H2 = 95 см. Если пренебречь размерами кота и светильника, то максимальное отклонение светильника с котом от положения равновесия в горизонтальном направлении будет равно ... см.
Примечание. Колебания светильника с котом нельзя считать гармоническими.
Найдём начальную скорость кота, учитывая, что она горизонтальна, а траектория проходит через светильник (пусть t — время полёта кота):
Поделив верхнее равенство на нижнее, получим:
При взаимодействии кота со светильником выполняется закон сохранения горизонтальной составляющей импульса:
Кот со светильником отклоняются в бок с начальной скоростью 2 м/с. Максимальную высоту подъёма найдём из закона сохранения энергии (пусть ):
И наконец максимальное отклонение светильника с котом от положения равновесия в горизонтальном направлении находим по теореме Пифагора:
Ответ: 72.