Решите, пожалуйста, задачу. Мальчик массой 50 кг ныряет с лодки массой 100 кг, движущейся со скоростью 1 м/с. Какова будет скорость лодки после того, как мальчик прыгнет с носа лодки со скоростью 2 м/с?

Физика 11 класс Закон сохранения импульса физика 11 класс задача по физике закон сохранения импульса скорость лодки мальчик ныряет масса лодки скорость прыжка физические задачи решение задач по физике Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до события (прыжка мальчика) должен быть равен импульсу системы после события.

Давайте обозначим:

• m1 = 50 кг (масса мальчика)
• m2 = 100 кг (масса лодки)
• v2_initial = 1 м/с (начальная скорость лодки)
• v1 = 2 м/с (скорость мальчика при прыжке)
• v2_final - скорость лодки после прыжка (это то, что мы ищем)

Теперь найдем импульс до прыжка:

• Импульс лодки: P2_initial = m2 * v2_initial = 100 кг * 1 м/с = 100 кг·м/с
• Импульс мальчика: P1_initial = 0 (так как он находится в лодке и движется с ней)

Таким образом, общий импульс до прыжка:

P_initial = P1_initial + P2_initial = 0 + 100 кг·м/с = 100 кг·м/с

Теперь найдем импульс после прыжка:

• Импульс мальчика после прыжка: P1_final = m1 * v1 = 50 кг * 2 м/с = 100 кг·м/с (вправо)
• Импульс лодки после прыжка: P2_final = m2 * v2_final

Согласно закону сохранения импульса:

P_initial = P1_final + P2_final

Подставим известные значения:

100 кг·м/с = 100 кг·м/с + 100 кг * v2_final

Теперь упростим уравнение:

100 кг·м/с - 100 кг·м/с = 100 кг * v2_final

0 = 100 кг * v2_final

Это уравнение указывает на то, что:

v2_final = 0 м/с

Таким образом, скорость лодки после того, как мальчик прыгнет, будет равна 0 м/с. Это означает, что лодка останавливается после прыжка мальчика.