Ледокол массой 5000 т, который движется с выключенным двигателем со скоростью 10 м/с, сталкивается с неподвижной льдиной и начинает двигать ее впереди себя. При этом скорость ледокола уменьшилась на 2 м/с. Какова масса льдины, если пренебречь сопротивлением воды?

Физика 11 класс Закон сохранения импульса ледокол масса ледокола скорость ледокола столкновение неподвижная льдина масса льдины физика 11 класс закон сохранения импульса Движение сопротивление воды Новый

Для решения данной задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы остается постоянным, если на нее не действуют внешние силы. В нашем случае, ледокол и льдина образуют замкнутую систему.

Давайте обозначим:

• m1 - масса ледокола = 5000 т = 5000000 кг (переведём в килограммы для удобства расчетов).
• v1 - начальная скорость ледокола = 10 м/с.
• v2 - конечная скорость ледокола после столкновения = 10 м/с - 2 м/с = 8 м/с.
• m2 - масса льдины (неизвестная величина).
• v3 - конечная скорость льдины после столкновения. Поскольку льдина начинает двигаться вместе с ледоколом, v3 = v2 = 8 м/с.

Согласно закону сохранения импульса, мы можем записать следующее уравнение:

Импульс до столкновения = Импульс после столкновения.

Импульс до столкновения:

• Импульс ледокола = m1 * v1 = 5000000 кг * 10 м/с = 50000000 кг·м/с.
• Импульс льдины = 0 (поскольку она неподвижна).

Итак, общий импульс до столкновения:

Импульс до = 50000000 кг·м/с.

Импульс после столкновения:

• Импульс ледокола = m1 * v2 = 5000000 кг * 8 м/с = 40000000 кг·м/с.
• Импульс льдины = m2 * v3 = m2 * 8 м/с.

Таким образом, общий импульс после столкновения:

Импульс после = 40000000 кг·м/с + m2 * 8 м/с.

Теперь мы можем составить уравнение:

50000000 = 40000000 + m2 * 8.

Решим это уравнение для m2:

1. Переносим 40000000 на левую сторону:

50000000 - 40000000 = m2 * 8.

2. Получаем:

10000000 = m2 * 8.

3. Теперь делим обе стороны на 8:

m2 = 10000000 / 8.

4. Вычисляем массу льдины:

m2 = 1250000 кг.

Итак, масса льдины составляет 1250000 кг, или 1250 т.