Вопрос школьника
Мальчик массой 40 кг, стоящий на коньках, оттолкнувшись от тренера, начал двигаться со скоростью 2 м/с. Какова масса тренера, если он начал скользить со скоростью 0,5 м/с?
Ответ от учителя
Для решения этой задачи необходимо использовать законы сохранения импульса и энергии.
Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы тел остается неизменной при их взаимодействии. Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость: p = m*v.
Изначально импульс системы составлял p1 = m1*v1, где m1 = 40 кг — масса мальчика, а v1 = 0 — скорость тренера.
После отталкивания мальчика импульс системы стал равен p2 = m1*v2 + m2*v3, где v2 = 2 м/с — скорость мальчика после отталкивания, а v3 = 0,5 м/с — скорость тренера после начала скольжения.
Из закона сохранения импульса следует, что p1 = p2, то есть:
m1*v1 = m1*v2 + m2*v3
Подставляя известные значения, получаем:
40*0 = 40*2 + m2*0,5
Решая уравнение относительно m2, получаем:
m2 = (40*2)/0,5 = 160 кг
Таким образом, масса тренера составляет 160 кг.
