Вопрос школьника
Какая лодка — массой 150 кг или 300 кг — при прыжке с нее человека двигается назад с большей скоростью?
Ответ от учителя
Для ответа на данный вопрос необходимо использовать законы сохранения импульса и энергии.
Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы до и после взаимодействия остается неизменной. Импульс – это произведение массы на скорость.
Закон сохранения энергии гласит, что сумма кинетической и потенциальной энергии системы остается неизменной.
При прыжке с лодки человек получает импульс, равный произведению его массы на скорость, с которой он покидает лодку. Следовательно, чтобы двигаться назад с большей скоростью, лодка должна получить импульс, равный импульсу человека, но с противоположным направлением.
Из закона сохранения импульса следует, что импульс лодки будет пропорционален ее массе. Следовательно, лодка массой 300 кг получит больший импульс, чем лодка массой 150 кг, и будет двигаться назад с большей скоростью.
Из закона сохранения энергии следует, что кинетическая энергия человека и лодки после прыжка должна быть равна кинетической энергии системы до прыжка. Следовательно, если лодка массой 300 кг получает больший импульс, то она также получит большую кинетическую энергию и будет двигаться назад с большей скоростью.
Таким образом, лодка массой 300 кг при прыжке с нее человека будет двигаться назад с большей скоростью, чем лодка массой 150 кг.
