Мальчик массой 20 кг, стоя на коньках, бросает камень массой 1 кг со скоростью 5 м/с. Какова будет горизонтальная скорость мальчика после броска камня?

Физика 7 класс Закон сохранения импульса горизонтальная скорость закон сохранения импульса физика коньки масса бросок камня скорость Движение мальчик 20 кг 1 кг 5 м/с Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до броска камня равен импульсу системы после броска камня. Давайте разберем шаги решения подробно.

Шаг 1: Определим начальный импульс системы.

Перед тем как мальчик бросит камень, он стоит на месте, значит, его скорость равна 0 м/с. Таким образом, начальный импульс системы (мальчик + камень) будет равен 0:

• Импульс мальчика = масса мальчика * скорость мальчика = 20 кг * 0 м/с = 0 кг·м/с
• Импульс камня = масса камня * скорость камня = 1 кг * 0 м/с = 0 кг·м/с

Итак, начальный импульс системы равен 0 кг·м/с.

Шаг 2: Определим конечный импульс системы.

После броска камня, у нас есть два объекта: мальчик и камень. Импульс камня после броска можно рассчитать:

• Импульс камня = масса камня * скорость камня = 1 кг * 5 м/с = 5 кг·м/с

Обозначим скорость мальчика после броска как V. Тогда импульс мальчика будет равен:

• Импульс мальчика = масса мальчика * скорость мальчика = 20 кг * V

Шаг 3: Применим закон сохранения импульса.

Согласно закону сохранения импульса, начальный импульс равен конечному импульсу:

• 0 = 20V - 5

Шаг 4: Решим уравнение для V.

Перепишем уравнение:

• 20V = 5
• V = 5 / 20
• V = 0.25 м/с

Ответ:

Горизонтальная скорость мальчика после броска камня составит 0.25 м/с в направлении, противоположном направлению броска камня.