Вопрос школьника
С неподвижной лодки прыгает мальчик массой 40 кг со скоростью 3 м/с относительно берега. Какую скорость приобретёт лодка, если её масса 120 кг?
Ответ от учителя
Для решения этой задачи необходимо применить закон сохранения импульса. Согласно этому закону, сумма импульсов системы тел должна оставаться неизменной.
Импульс мальчика до прыжка равен:
p1 = m1 * v1 = 40 кг * 3 м/с = 120 кг*м/с
Где m1 — масса мальчика, v1 — скорость мальчика относительно берега.
Импульс системы тел после прыжка равен:
p2 = (m1 + m2) * v2
Где m2 — масса лодки, v2 — скорость лодки после прыжка.
Согласно закону сохранения импульса, импульс системы тел до и после прыжка должен быть равен:
p1 = p2
Тогда:
(m1 + m2) * v2 = m1 * v1
Выразим v2:
v2 = (m1 * v1) / (m1 + m2)
Подставим известные значения:
v2 = (40 кг * 3 м/с) / (40 кг + 120 кг) = 0,6 м/с
Таким образом, скорость лодки после прыжка мальчика составит 0,6 м/с.
