Question

Мальчик массой 45 кг движется по дороге со скоростью 1 м/с на скейте, масса которого 4,5 кг. Мальчик спрыгивает со скейта в направлении, противоположном направлению движения, со скоростью 0,2 м/с относительно дороги. Определите скорость скейта сразу после того, как мальчик с него спрыгнул.

Answer 1

Ответ:

....,.......,.......

Answer 2

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения импульса.

Импульс — это произведение массы тела на его скорость. По закону сохранения импульса, сумма импульсов до и после события должна оставаться неизменной, если на систему не действуют внешние силы.

Перед событием (спрыгиванием), импульс системы (мальчик + скейт) равен сумме импульсов отдельных объектов: m_boy * v_boy + m_skate * v_skate = (m_boy + m_skate) * v_sys,

где m_boy и v_boy — масса и скорость мальчика, m_skate и v_skate — масса и скорость скейта, v_sys — скорость системы (мальчик и скейт вместе) после события.

Мы знаем значения m_boy = 45 кг, v_boy = 1 м/с, m_skate = 4.5 кг, и v_boy' = -0.2 м/с (отрицательное значение означает направление, противоположное направлению движения).

Подставляя известные значения в уравнение сохранения импульса, получаем: 45 кг * 1 м/с + 4.5 кг * v_skate = (45 кг + 4.5 кг) * v_sys.

Упрощая это уравнение, получаем: 45 кг + 4.5 кг * v_skate = 49.5 кг * v_sys.

Теперь можно решить уравнение относительно v_skate: 4.5 кг * v_skate = (49.5 кг * v_sys) - 45 кг, v_skate = [(49.5 кг * v_sys) - 45 кг] / 4.5 кг.

Таким образом, скорость скейта сразу после того, как мальчик с него спрыгнул, равна [(49.5 кг * v_sys) - 45 кг] / 4.5 кг, где v_sys — скорость системы (мальчик и скейт вместе) после спрыгивания мальчика.