Какую скорость получает лодка в момент выстрела, если охотник с лодкой весит 120 кг, дробь весит 35 г и вылетает со скоростью 320 м/с, а ствол ружья направлен под углом 60 градусов к горизонту?

Физика 11 класс Закон сохранения импульса скорость лодки момент выстрела охотник с лодкой масса охотника масса дроби скорость вылета угол выстрела физика 11 класс закон сохранения импульса расчет скорости лодки Новый

Закон сохранения импульса является основным принципом, который мы будем использовать для решения этой задачи. Суть закона заключается в том, что в замкнутой системе, где нет внешних сил, суммарный импульс до взаимодействия равен суммарному импульсу после взаимодействия.

В нашем случае мы имеем охотника с лодкой и дробь, которая вылетает из ружья. Мы можем считать, что система из лодки и дроби замкнута во время выстрела. Для начала давайте определим некоторые данные:

• Масса охотника с лодкой (m1): 120 кг
• Масса дроби (m2): 35 г = 0.035 кг (перевели в килограммы для удобства расчетов в СИ)
• Скорость дроби (v2): 320 м/с
• Угол выстрела (θ): 60 градусов

Дальше, чтобы найти скорость лодки в момент выстрела (v1), нам нужно учесть, что дробь вылетает под углом. Поэтому мы будем использовать проекции скорости дроби на горизонтальную ось. Это можно сделать с помощью косинуса угла:

Скорость дроби по горизонтали (v2x) равна:

v2x = v2 * cos(θ)

Теперь подставляем значения:

v2x = 320 м/с * cos(60°) = 320 м/с * 0.5 = 160 м/с

Теперь можем записать закон сохранения импульса по горизонтали:

Суммарный импульс до выстрела (в лодке и охотнике) равен нулю, так как они были в покое. Суммарный импульс после выстрела будет равен:

m1 * v1 + m2 * v2x = 0

Теперь подставим известные значения и выразим скорость лодки:

120 кг * v1 + 0.035 кг * 160 м/с = 0

Решим это уравнение:

120 кг * v1 = - (0.035 кг * 160 м/с)

120 кг * v1 = -5.6 кг·м/с

Теперь делим обе стороны на 120 кг:

v1 = -5.6 кг·м/с / 120 кг = -0.0467 м/с

Знак минус здесь говорит о том, что лодка движется в противоположном направлении по сравнению с направлением вылета дроби.

Таким образом, скорость лодки в момент выстрела составляет примерно 0.0467 м/с в сторону, противоположную направлению выстрела.