Какова скорость лодки, если с неё, движущейся со скоростью 10 м/с, выпрыгивает мальчик массой 50 кг в противоположную сторону со скоростью 2 м/с, при этом масса лодки составляет 150 кг?

Физика 9 класс Закон сохранения импульса скорость лодки физика 9 класс закон сохранения импульса движение лодки масса лодки скорость мальчика задача по физике Новый

Чтобы найти скорость лодки после того, как мальчик выпрыгнул, мы можем использовать закон сохранения импульса. Этот закон гласит, что если на систему не действуют внешние силы, то ее импульс остается постоянным.

Давайте обозначим:

• v_лодки - скорость лодки после того, как мальчик выпрыгнул;
• v_мальчика = -2 м/с (отрицательное значение, так как мальчик выпрыгивает в противоположную сторону);
• v_лодки_начальная = 10 м/с (начальная скорость лодки);
• m_лодки = 150 кг (масса лодки);
• m_мальчика = 50 кг (масса мальчика).

Сначала найдем общий импульс системы до того, как мальчик выпрыгнул:

• Импульс лодки: p_лодки = m_лодки * v_лодки_начальная = 150 кг * 10 м/с = 1500 кг·м/с;
• Импульс мальчика: p_мальчика = m_мальчика * v_лодки_начальная = 50 кг * 10 м/с = 500 кг·м/с.

Общий импульс системы до того, как мальчик выпрыгнул, будет равен:

p_общий_до = p_лодки + p_мальчика = 1500 кг·м/с + 500 кг·м/с = 2000 кг·м/с.

Теперь найдем общий импульс системы после того, как мальчик выпрыгнул:

Импульс лодки после того, как мальчик выпрыгнул, будет равен:

p_лодки_после = m_лодки * v_лодки.

Импульс мальчика после того, как он выпрыгнул:

p_мальчика_после = m_мальчика * v_мальчика = 50 кг * (-2 м/с) = -100 кг·м/с.

Теперь, согласно закону сохранения импульса, мы можем записать уравнение:

p_общий_до = p_лодки_после + p_мальчика_после.

Подставим известные значения:

2000 кг·м/с = (150 кг * v_лодки) + (-100 кг·м/с).

Теперь решим это уравнение для v_лодки:

2000 кг·м/с + 100 кг·м/с = 150 кг * v_лодки.

2100 кг·м/с = 150 кг * v_лодки.

Теперь разделим обе стороны на 150 кг:

v_лодки = 2100 кг·м/с / 150 кг = 14 м/с.

Таким образом, скорость лодки после того, как мальчик выпрыгнул, составляет 14 м/с.