Question

Ковзаняр масою 60 кг, перебуваючи у спокої, кидає горизонтально камінь масою 3 кг із швидкістю 8 м/с. На яку відстань відкотиться він при цьому, якщо коефіцієнт тертя ковзанів об лід 0,02?

Answer 1

Для визначення відстані, на яку відкотиться ковзаняр, можна скористатися законом збереження імпульсу. За цим законом, сума імпульсів перед ударом і після нього залишається незмінною.

Початковий імпульс ковзаняра та каменю дорівнює: m₁ * v₁, де m₁ - маса ковзаняра, v₁ - швидкість ковзаняра.

Після удару ковзаняр рухається зі швидкістю v₂, а камінь зупиняється. Тому сума імпульсів дорівнює: m₁ * v₂ + m₂ * 0, де m₂ - маса каменю, а другий доданок враховує той факт, що камінь зупинився.

Закон збереження імпульсу можна записати у вигляді: m₁ * v₁ = m₁ * v₂.

За умовою, маса ковзаняра (m₁) дорівнює 60 кг, швидкість ковзаняра перед ударом (v₁) дорівнює 8 м/с, а маса каменю (m₂) дорівнює 3 кг. Підставимо ці значення у рівняння: 60 кг * 8 м/с = 60 кг * v₂.

Спростивши рівняння, отримаємо: 480 кг * м/с = 60 кг * v₂.

Поділимо обидві частини рівняння на 60 кг: 8 м/с = v₂.

Таким чином, швидкість ковзаняра після удару дорівнює 8 м/с. Тепер можна визначити відстань, на яку відкотиться ковзаняр.

Використовуючи рівняння для руху з рівномірним прискоренням, де a - прискорення, s - відстань, t - час, v₀ - початкова швидкість, маємо: s = v₀ * t + (1/2) * a * t².

У даному випадку, ковзаняр перебуває у спокої перед ударом, тому його початкова швидкість v₀ д