Какую скорость получит человек массой 60 кг, стоящий на льду, если он поймает мяч массой 0,5 кг, который движется горизонтально со скоростью 20 м/с?
Физика8 классЗакон сохранения импульсаскорость человекамасса человекамасса мячамяч движетсягоризонтальная скоростьфизика 8 классзакон сохранения импульса
Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до взаимодействия должен быть равен импульсу системы после взаимодействия, если внешние силы не действуют на систему.
Давайте обозначим:
Сначала найдем импульс системы до ловли мяча. Импульс (p) определяется как произведение массы на скорость:
Теперь найдем общий импульс системы до ловли мяча:
p_total_before = p1 + p2 = 0 кг·м/с + 10 кг·м/с = 10 кг·м/с.
После того как человек поймает мяч, их массы объединяются, и мы можем записать импульс системы после ловли:
p_total_after = (m1 + m2) * V.
Теперь, согласно закону сохранения импульса, мы можем приравнять импульс до и после ловли мяча:
p_total_before = p_total_after
10 кг·м/с = (60 кг + 0,5 кг) * V
Теперь решим это уравнение для V:
10 кг·м/с = 60,5 кг * V
V = 10 кг·м/с / 60,5 кг
V ≈ 0,165 м/с.
Таким образом, скорость человека после того, как он поймает мяч, составит примерно 0,165 м/с.