Question

Мальчик массой 30 кг, стоя на коньках, горизонтально бросает камень массой 1 кг. Начальная скорость камня 3 м/с.Определите скорость мальчика после броска

Answer 1

На коньках можно стоять по разному (мелкие придирки к условию задачи).
Итак - трением "мальчика" о поверхность на которой он стоит пренебречь.

Импульсы мальчика и камня после броска будут равны.
P1 = P2 = m1 * V1 = m2 * V2

V1 = m2 * V2 / m1 = 1 кг * 3 м/ с / 30 кг = 0,1 м/с.

Answer 2

Решение

Для определения скорости мальчика после броска камня воспользуемся законом сохранения импульса. Согласно этому закону, сумма импульсов системы тел остается постоянной, если на нее не действуют внешние силы.

Импульс выражается как произведение массы тела на его скорость:

Импульс (p) = масса (m) × скорость (v)

Изначально мальчик и камень находятся в покое, поэтому их начальный импульс равен нулю. После броска камня мальчик и камень будут двигаться в противоположных направлениях, и их импульсы будут равны по модулю, но противоположны по направлению.

Расчеты

Используем закон сохранения импульса для определения скорости мальчика после броска камня.

Импульс камня после броска: - p(камень) = m(камень) × v(камень) - p(камень) = 1 кг × 3 м/с - p(камень) = 3 кг·м/с

Согласно закону сохранения импульса, импульс мальчика после броска будет равен по модулю импульсу камня: - p(мальчик) = -p(камень) - p(мальчик) = -3 кг·м/с

Теперь, чтобы найти скорость мальчика, разделим его импульс на его массу: - v(мальчик) = p(мальчик) / m(мальчик) - v(мальчик) = -3 кг·м/с / 30 кг - v(мальчик) = -0.1 м/с

Ответ

Таким образом, скорость мальчика после броска камня составляет 0.1 м/с в противоположном направлении относительно направления броска камня.