Question

С лодки массой 200 кг, движущейся со скоростью 1м/с ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает с носа со скоростью 6 м/с?

Answer 1

Решение через закон сохранения импульса

Answer 2

Для решения этой задачи можно использовать законы сохранения импульса. Импульс - это произведение массы на скорость тела. Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы тел до и после взаимодействия остается неизменной, при условии, что на тела не действуют внешние силы.

До прыжка мальчика: Общий импульс системы (лодка + мальчик) = масса лодки * скорость лодки + масса мальчика * скорость мальчика

p1 = (200 кг) * (1 м/с) + (50 кг) * (0 м/с) = 200 кг * м/с

После прыжка мальчика: Общий импульс системы остается неизменным.

p2 = (200 кг) * (V лодки) + (50 кг) * (6 м/с)

Теперь можем записать уравнение сохранения импульса:

p1 = p2

200 кг * м/с = (200 кг) * (V лодки) + (50 кг) * (6 м/с)

Теперь решим уравнение относительно V лодки:

200 кг * м/с - (50 кг) * (6 м/с) = 200 кг * V лодки

200 кг * м/с - 300 кг * м/с = 200 кг * V лодки

-100 кг * м/с = 200 кг * V лодки

V лодки = -100 кг * м/с / 200 кг ≈ -0.5 м/с

Таким образом, скорость лодки после прыжка мальчика составит приблизительно -0.5 м/с. Знак минус означает, что лодка изменит свое направление движения после прыжка мальчика.