Человек массой 70 кг прыгает с катера на берег. Какова масса катера, если его скорость уменьшилась в 4 раза по сравнению со скоростью человека?
Физика 8 класс Закон сохранения импульса человек масса 70 кг прыжок с катера скорость катера масса катера физика 8 класс закон сохранения импульса
Чтобы найти массу катера, воспользуемся законом сохранения импульса. Согласно этому закону, если в системе не действуют внешние силы, то общий импульс до события равен общему импульсу после события.
Обозначим:
По условию задачи, скорость катера уменьшилась в 4 раза по сравнению со скоростью человека. Это можно записать как:
v2 = v1 / 4
Теперь запишем закон сохранения импульса. Импульс до прыжка равен импульсу после прыжка:
m1 * v1 + m2 * 0 = m1 * v1' + m2 * v2'
Так как катер находится в покое до прыжка, его начальный импульс равен нулю. После прыжка импульс человека будет равен m1 * v1, а импульс катера будет равен m2 * v2.
Подставим v2 в уравнение:
m1 * v1 = m1 * v1 + m2 * (v1 / 4)
Теперь упростим уравнение:
70 * v1 = 70 * v1 + m2 * (v1 / 4)
Убираем 70 * v1 с обеих сторон:
0 = m2 * (v1 / 4)
Теперь выразим массу катера:
m2 = 0
Это указывает на то, что катер не может иметь нулевую массу. Давайте пересчитаем уравнение, учитывая, что у нас есть два объекта, и их импульс должен быть равен нулю до и после прыжка.
Теперь, если мы правильно применим закон сохранения импульса, у нас будет:
m1 * v1 = m2 * (v1 / 4)
Теперь мы можем выразить массу катера через массу человека:
m2 = 4 * m1
Подставляем значение массы человека:
m2 = 4 * 70 = 280 кг
Таким образом, масса катера составляет 280 кг.