Какова будет скорость плота массой 100 кг, который движется со скоростью 1 м/с вдоль берега, после того, как на него прыгнет человек массой 50 кг со скоростью 1,5 м/с перпендикулярно берегу?

Физика 11 класс Законы сохранения импульса скорость плота масса плота скорость человека физика 11 класс закон сохранения импульса движение по воде перпендикулярное движение Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до взаимодействия должен быть равен импульсу системы после взаимодействия, если внешние силы не действуют.

Давайте обозначим:

• m1 - масса плота = 100 кг
• v1 - скорость плота = 1 м/с (вдоль берега)
• m2 - масса человека = 50 кг
• v2 - скорость человека = 1,5 м/с (перпендикулярно берегу)

Сначала найдем импульс системы до того, как человек прыгнет на плот. Импульс плота и человека можно рассчитать отдельно:

1. Импульс плота (P1):
• P1 = m1 * v1 = 100 кг * 1 м/с = 100 кг·м/с
2. Импульс человека (P2):
• P2 = m2 * v2 = 50 кг * 1,5 м/с = 75 кг·м/с

Теперь, поскольку человек прыгает перпендикулярно направлению движения плота, импульсы будут направлены под прямым углом друг к другу. Мы можем рассчитать общий импульс системы, используя теорему Пифагора:

Общий импульс (P_total) до взаимодействия:

P_total = √(P1² + P2²) = √(100² + 75²) = √(10000 + 5625) = √15625 = 125 кг·м/с

Теперь найдем общую массу системы после того, как человек прыгнет на плот:

Общая масса (M_total) = m1 + m2 = 100 кг + 50 кг = 150 кг

Теперь, используя закон сохранения импульса, мы можем найти скорость системы (V) после того, как человек прыгнет на плот:

V = P_total / M_total = 125 кг·м/с / 150 кг = 0,833 м/с

Таким образом, скорость плота после того, как на него прыгнет человек, будет примерно 0,833 м/с. Это значение будет направлено по диагонали, так как человек прыгнул перпендикулярно берегу.