Question

Какую работу выполнил мальчик, стоящий на гладком льду, предоставив санкам скорость 4 м/с относительно льда, если масса санок 4кг, а масса мальчика 20кг?

Answer 1

Ответ:

V1 = 4 м/с относительно льда, если масса санок m1 = 4 кг, а масса мальчика m2 = 20 кг. Трением полозьев санок и ног мальчика о лед можно пренебречь.

А -  ?

по закону сохранению импульса

m1*V1=m2*V2

V2=m1*V1/m2=4*4/20=0,8 м/с

A= m*V1^2/2 +m2*V^2/2=4*16/2 +20*0,64/2=32+6,4=38,4 Дж

Объяснение:

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Импульс (или количество движения) определяется как произведение массы на скорость. Формула для импульса:

Импульс = Масса × Скорость

Сначала найдем начальный импульс санок и мальчика до того, как мальчик предоставил санкам скорость. У мальчика нет начальной скорости, поэтому его начальный импульс равен нулю.

Импульс санок перед тем, как мальчик предоставил им скорость, равен:

Импульс санок = Масса санок × Скорость = 4 кг × 4 м/с = 16 кг·м/с

Теперь, когда мальчик предоставил санкам скорость, его импульс будет равен импульсу санок, чтобы сохранить общий импульс системы (санки + мальчик) нулевым. Таким образом, импульс мальчика будет равен -16 кг·м/с (отрицательный, потому что он двигается в обратном направлении).

Теперь, чтобы найти работу, которую выполнил мальчик, мы можем использовать следующую формулу:

Работа = Изменение кинетической энергии

Изменение кинетической энергии мальчика равно изменению его кинетической энергии до и после предоставления скорости санкам. Кинетическая энергия вычисляется по формуле:

Кинетическая энергия = (1/2) × Масса × Скорость^2

Изначально кинетическая энергия мальчика была нулевой, так как его скорость была нулевой. После предоставления скорости санкам его скорость стала 4 м/с. Таким образом, изменение его кинетической энергии будет:

ΔКинетическая энергия мальчика = (1/2) × Масса мальчика × (Скорость после^2 - Скорость до^2) ΔКинетическая энергия мальчика = (1/2) × 20 кг × (4 м/с)^2 - 0

ΔКинетическая энергия мальчика = 160 Дж

Таким образом, мальчик выполнил работу в 160 Дж, предоставляя скорость санкам.