На горизонтальной площадке неподвижно стоит скейтборд масса которого m0 = 2,0 кг. На скейтборд прыгает мальчик массой m = 58,0 кг со скоростью, модуль которой v0= 6,0 м/с, направленной сверху вниз под углом а = 60° к горизонту. Какой модуль скорости приобретает скейтборд с мальчиком, если трением пренебречь?

Физика 9 класс Законы сохранения импульса скейтборд физика 9 класс закон сохранения импульса скорость после прыжка угловая скорость масса скейтборда трение физические задачи решение задач по физике Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Сначала определим, что такое импульс. Импульс системы — это векторная величина, которая равна произведению массы на скорость. В данной задаче мы будем рассматривать горизонтальный компонент импульса, так как скейтборд стоит на горизонтальной площадке.

Шаги решения:

1. Определим горизонтальный компонент скорости мальчика. Мальчик прыгает под углом 60° к горизонту. Мы можем найти горизонтальную составляющую его скорости, используя тригонометрию:
• Горизонтальная скорость v_x = v0 * cos(а), где v0 = 6,0 м/с и а = 60°.
• cos(60°) = 0,5, следовательно: v_x = 6,0 * 0,5 = 3,0 м/с.
2. Найдем общий импульс системы до прыжка. Перед тем, как мальчик приземлится на скейтборд, импульс системы можно выразить как:
• Импульс мальчика: p_мальчика = m * v_x = 58,0 * 3,0 = 174,0 кг·м/с.
• Импульс скейтборда: p_скейтборда = 0, так как он неподвижен.
3. Определим общий импульс системы после того, как мальчик приземлится на скейтборд. После того как мальчик приземлится, система (скейтборд + мальчик) будет двигаться с общей скоростью V. Масса системы будет равна m0 + m = 2,0 + 58,0 = 60,0 кг. Импульс системы после приземления можно выразить как:
• Импульс системы: p_системы = (m0 + m) * V = 60,0 * V.
4. Применим закон сохранения импульса. До прыжка импульс системы равен импульсу после прыжка:
• 174,0 = 60,0 * V.
5. Решим уравнение для V:
• V = 174,0 / 60,0 = 2,9 м/с.

Таким образом, модуль скорости, который приобретает скейтборд с мальчиком, равен 2,9 м/с.