Увидел в вики оценку времени взаимодействия при ударе
, где
- характерный размер демпфера,
- скорость звука в нём. По известному времени находим ускорение (скорость делить на время), а умножив его на массу поршня - силу, тормозящюю поршень. Если она заметно больше силы расцепления поршня и гарпуна - произойдёт расцепление и гарпун полетит дальше, тормозясь трением скольжения о поршень.
Конечно это весьма приблизительно.
Для материалов с известной упругостью можно поступить по другому. Из формул
(кинетическая энергия поршня с гарпуном, сила реакции демпфера, энергия сжатого демпфера) приравнивая
выражаем
. Расцепление произойдёт по достижению силы расцепления
, что произойдёт при торможении до скорости
, где
- начальная скорость поршня с гарпуном. Отрицательное значение означает что гарпун так и не расцепится с поршнем, силы торможения не хватит. Если расцепится, то дальше гарпун летит со скоростью
, тормозясь трением скольжения об поршень. А поршень тормозится сильнее из-за уменьшения своей массы.
Если известны коэффициент трения скольжения гарпуна об поршень и длина соприкосновения поршня с гарпуном, можно найти работу силы трения и уменьшение скорости гарпуна из-за трения об поршень.
Тут есть тонкий момент. Если гарпун достаточно длинный, то мало того что он может затормозиться трением до нуля, но, при упругом ударе поршня об демпфер, поршень полетит назад и сначала будет тормозить гарпун, а потом и разгонять его за собой в обратную сторону. При достаточной длине соприкосновения гарпуна с поршнем они могут и улететь обратно как целое, если энергии отскока поршня хватит разогнать гарпун в обратную сторону даже с учётом потерь на трение.
Без модуля упругости или скорости звука в демпфере данных недостаточно даже для оценки.