Question

Биатлонист массой 80 кг стоя стреляет в горизонтальном направлении. Какую скорость приобрел бы он после выстрела при отсутствии сил трения? Масса пули 8 г, а ее скорость при выстреле 500 м/с.

Answer 1

Дано:                                                             Решение:

m₁ = 80 кг

m₂ = 0,008 кг                       Закон сохранения импульса:

v₂' = 500 м/с                                      m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'

---------------------                    Так как до выстрела и стрелок и пуля

Найти: v₁' - ?                        находятся в состоянии покоя, то:

                                                            m₂v₂' = -m₁v₁'

                                                            v₁' = -m₂v₂'/m₁ = - 0,008*500/80 = -0,05 (м/с)

Знак минус показывает, что проекция вектора скорости стрелка на

ось ОХ направлена противоположно проекции вектора скорости

пули на ту же ось. То есть стрелок движется в направлении, противоположном движению пули.

Ответ: -0,05 м/с

Answer 2

Дано:

m1=80кг

m2=8г=0,008кг

v2=500м/с

Найти: v1

Решение:

1) m1/m2=v2/v1

v1=-m2v2/m1=>

v1=-0,008*500/80=-0,05м/с

Answer 3

Для решения этой задачи можно использовать закон сохранения импульса. При отсутствии внешних горизонтальных сил (трения и т.д.) горизонтальный импульс системы (биатлонист + пуля) должен оставаться неизменным до выстрела и после него.

Можем записать закон сохранения импульса для системы до и после выстрела:

Масса биатлониста * Скорость биатлониста до выстрела = Масса биатлониста * Скорость биатлониста после выстрела + Масса пули * Скорость пули после выстрела

Для простоты вычислений, представим массу пули в килограммах:

Масса пули = 8 г = 0.008 кг

Пусть скорость биатлониста до выстрела равна 0 (он стоит), тогда:

80 кг * 0 м/с = 80 кг * V + 0.008 кг * 500 м/с

Теперь решим уравнение относительно V (скорость биатлониста после выстрела):

0 = 80V + 4

80V = -4

V = -4 / 80

V = -0.05 м/с

Ответ: После выстрела биатлонист приобрел скорость около -0.05 м/с в обратном направлении, что означает, что он немного откатился назад из-за выстрела.