Question

человек массой 60 кг перешел с одного конца плота на другой за 2,5 секунд с какой скоростью двигался относительно воды плот который до этого был неподвижным если его длина 3,5 м а масса 240 кг

Answer 1

Мы можем использовать закон сохранения импульса, чтобы определить скорость человека относительно воды. Начнем с того, что плот с человеком на нем составляет систему, которая до перехода на другой конец плота покоилась. 

Для системы до перехода имеем:

M1 * V1 = 0, где M1 - масса плота с человеком на нем, V1 - скорость системы до перехода.

Для системы после перехода имеем:

M1 * V1 = (M1 + m) * V2, где M1 - масса плота с человеком на нем, m - масса человека, V2 - скорость плота после перехода.

Мы знаем, что М1 = 240кг + 60кг = 300кг и V1 = 0. Подставляя эти значения в первое уравнение, получаем, что импульс системы до перехода равен нулю. Так как воздействие внешних сил на систему до перехода отсутствовало, то импульс не должен измениться в процессе перехода.

Таким образом, импульс системы после перехода будет равен сумме импульсов плота и человека, которые равны по модулю, но имеют противоположные направления. Поэтому, можем записать:

m * V2 = M1 * V1, что дает нам скорость плота относительно воды:

V2 = M1 * V1 / m = 300 кг * 0 / 60 кг = 0 м/с

Таким образом, скорость человека относительно воды равна нулю, так как плот с человеком на нем не двигался относительно воды при переходе.

Answer 2

Чтобы найти скорость человека относительно воды, после того как он перешел с одного конца плота на другой, мы можем использовать законы сохранения импульса.

Импульс - это произведение массы на скорость. Мы знаем, что масса человека (m1) составляет 60 кг, его начальная скорость (u1) равна 0, так как плот изначально неподвижен, и время (t) равно 2.5 секунд. Масса плота (m2) составляет 240 кг, а длина (L) равна 3.5 м.

Первый шаг - найдем импульс человека перед переходом на плот:

Импульс человека до = масса * начальная скорость Импульс человека до = 60 кг * 0 м/с = 0 кг·м/с

Затем найдем импульс человека после перехода на плот:

Импульс человека после = масса * конечная скорость

Мы ищем конечную скорость человека (v1), поэтому мы можем записать:

Импульс человека после = 60 кг * v1

Законы сохранения импульса гласят, что сумма импульсов до и после перехода должна быть одинаковой, так как нет внешних горизонтальных сил, действующих на систему (человек + плот).

Таким образом:

Импульс человека до = Импульс человека после

0 кг·м/с = 60 кг * v1

Теперь мы можем решить это уравнение и найти конечную скорость человека (v1):

v1 = 0 кг·м/с / 60 кг = 0 м/с

Таким образом, скорость человека относительно воды плота после перехода равна 0 м/с, что означает, что человек двигался относительно воды плота со скоростью 0 м/с.