Вопрос физикам: почему удар хлыстом развивает такую скорость и вобще волновые движения усиливают удар.

Question

Желательно формулу.

Answer 1

Усиливают. Боле целенаправленно используются мускульная энергия хлыстовладельца, по сравнению с тем, если бы он просто кинул верёвку в мишень.
С энергетической точки зрения - рука владельца хлыста может двигаться с ограниченной скоростью, однако кроме поступательного движения он передаёт верёвке ещё и вращательное и волнобразное движение. И когда мишень находится на нисходящей траектории окружности, да ещё и в пучности волнового движения - три одинаковые примерно скорости кончика хлыста могут сложиться воедино и скорость получится втрое выше, а энергия - в 9 раз!

Answer 2

С ответом Юрия Меликаева я категорически не согласен. Энергия не может получиться "в 9 раз выше" - это нарушало бы закон сохранения энергии.

Две основные причины, по которым конец хлыста может двигаться даже быстре скорости звука (и тогда производит характерный щелкающий звук) , заключаются в следующем.

 (1) "Правильный" хлыст утончается к концу. Когда переданный от рукоятки импульс распространяется вдоль хлыста, то по закону сохранения импульса он не меняется. Но движущаяся масса уменьшается по мере продвижения к концу хлыста - сответсвенно, скорость движения этой массы должна расти.

 (2) Рукоятку хлыста дергают таким образом. что вдоль хлыста бежит "петля". У основания этой петли скорость движения участков хлыста вдвое выше, чем скорость движения самой петли. Это чисто геометрический эффект. При качении колеса верхние его точки тоже имеют мгновенную скорость вдвое бОльшую, чем само колесо (а нижние имеют нулевую мгновенную скорость) .