Вопрос: Если с лодки весом 250 кг с носа прыгнули 2 мальчика весом по 50 кг каждый со скоростью 4 м/с, и лодка при этом остановилась, то какова была скорость лодки перед этим событием?

Физика 8 класс Законы сохранения импульса лодка вес мальчики вес скорость лодки закон сохранения импульса физика 8 класс Новый

Давайте разберем эту задачу шаг за шагом, используя закон сохранения импульса. Импульс системы до события должен быть равен импульсу после события, если на систему не действуют внешние силы.

Шаг 1: Определим массу системы.

• Масса лодки: 250 кг.
• Масса двух мальчиков: 50 кг + 50 кг = 100 кг.
• Общая масса системы (лодка + мальчики): 250 кг + 100 кг = 350 кг.

Шаг 2: Найдем импульс мальчиков при прыжке.

• Импульс (p) рассчитывается по формуле: p = m * v, где m - масса, v - скорость.
• Масса одного мальчика = 50 кг, скорость = 4 м/с.
• Импульс одного мальчика: p1 = 50 кг * 4 м/с = 200 кг·м/с.
• Импульс двух мальчиков: p2 = 2 * 200 кг·м/с = 400 кг·м/с.

Шаг 3: Применим закон сохранения импульса.

• Обозначим скорость лодки до прыжка как v.
• Импульс лодки до прыжка: p_лодки = 250 кг * v.
• Импульс системы до прыжка: p_до = p_лодки + p_мальчиков = 250v + 400.
• После прыжка лодка останавливается, значит ее скорость равна 0, и ее импульс равен 0.
• Импульс системы после прыжка: p_после = 0.

Шаг 4: Установим уравнение для сохранения импульса.

• Согласно закону сохранения импульса: p_до = p_после.
• 250v + 400 = 0.

Шаг 5: Решим уравнение для v.

• 250v = -400.
• v = -400 / 250.
• v = -1.6 м/с.

Шаг 6: Интерпретация результата.

• Знак минус указывает на то, что лодка двигалась в противоположном направлении к направлению прыжка мальчиков.
• Таким образом, скорость лодки перед прыжком была 1.6 м/с в направлении, противоположном направлению прыжка.

Ответ: Скорость лодки перед прыжком мальчиков была 1.6 м/с в противоположном направлении.