Question

Две одинаковые лодки движутся равномерно по озеру параллельными курсами навстречу друг другу с одинаковыми по модулю скоростями. Трение лодок о воду пренебрежимо мало. Когда лодки поравнялись, с первой лодки на вторую переложили груз, осторожно выпустив его из рук. Масса груза меньше массы лодки. Изменилась ли при этом скорость второй лодки (если изменилась, то как)? Ответ поясните

Answer 1

по  закону сохранения импульса скорость второй лодки уменьшилась.

Answer 2

Ответ:

Когда груз был переложен с первой лодки на вторую, скорость второй лодки изменилась.

По условию задачи, две одинаковые лодки движутся равномерно по озеру параллельными курсами навстречу друг другу с одинаковыми по модулю скоростями. Трение лодок о воду пренебрежимо мало. Когда лодки поравнялись, с первой лодки на вторую переложили груз, осторожно выпустив его из рук. Масса груза меньше массы лодки.

Изменилась ли при этом скорость второй лодки и как? Для ответа на этот вопрос воспользуемся законом сохранения импульса.

Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов замкнутой системы тел остается постоянной, если на систему не действуют внешние силы. В данном случае, система состоит из двух лодок и груза, и внешние силы не участвуют в процессе.

Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость: импульс = масса × скорость.

Перед перекладыванием груза, сумма импульсов двух лодок равна нулю, так как они движутся навстречу друг другу с одинаковыми по модулю скоростями.

Когда груз был переложен с первой лодки на вторую, импульс первой лодки изменился, так как ее масса уменьшилась на массу груза, а импульс второй лодки изменился, так как ее масса увеличилась на массу груза.

Так как сумма импульсов должна оставаться постоянной, изменение импульса первой лодки должно быть равным изменению импульса второй лодки.

Поскольку масса груза меньше массы лодки, то изменение импульса первой лодки будет больше изменения импульса второй лодки. Следовательно, скорость второй лодки уменьшится после перекладывания груза.

Таким образом, скорость второй лодки изменится и уменьшится после перекладывания груза с первой лодки на вторую.