С лодки, вес которой составляет 240 кг, движущейся без гребца со скоростью 1 м/с, выпал груз массой 80 кг. Какова будет новая скорость лодки после падения груза?

Физика 11 класс Закон сохранения импульса лодка скорость груз физика закон сохранения импульса масса Движение расчет скорости Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до и после события (выпадения груза) должен оставаться постоянным, если на систему не действуют внешние силы.

Давайте обозначим:

• m1 = 240 кг (масса лодки)
• m2 = 80 кг (масса груза)
• v1 = 1 м/с (начальная скорость лодки)
• v2 = ? (новая скорость лодки после падения груза)
• v3 = ? (скорость груза после падения, которая будет равна 1 м/с, так как груз падает вертикально вниз)

Теперь мы можем записать уравнение для сохранения импульса:

Импульс до падения груза:

p_initial = (m1 + m2) * v1 = (240 кг + 80 кг) * 1 м/с = 320 кг * м/с

Импульс после падения груза:

p_final = m1 * v2 + m2 * v3

Так как груз падает вертикально, его горизонтальная скорость v3 равна 1 м/с. Таким образом, у нас получается:

p_final = m1 * v2 + m2 * 1 м/с = 240 кг * v2 + 80 кг * 1 м/с

Теперь приравняем импульсы:

320 кг * м/с = 240 кг * v2 + 80 кг * 1 м/с

Решим это уравнение для v2:

1. 320 = 240 * v2 + 80
2. 320 - 80 = 240 * v2
3. 240 = 240 * v2
4. v2 = 240 / 240
5. v2 = 1 м/с

Таким образом, новая скорость лодки после падения груза останется равной 1 м/с.