С лодки, движущейся со скоростью 2 м/с, человек бросает весло массой 5 кг с горизонтальной скоростью 8 м/с в сторону, противоположную движению лодки. Какова будет скорость лодки после того, как человек бросит весло, если общая масса лодки и человека составляет 200 кг?

Физика 9 класс Законы сохранения импульса скорость лодки физика 9 класс закон сохранения импульса бросание веса движение лодки масса человека горизонтальная скорость расчет скорости

Давай разберемся с этой увлекательной задачей! Это отличный пример применения закона сохранения импульса. Мы знаем, что импульс системы до броска весла должен быть равен импульсу системы после броска. Давай начнем!

Данные задачи:

• Скорость лодки (v_лодки) = 2 м/с
• Масса весла (m_весло) = 5 кг
• Скорость весла (v_весло) = -8 м/с (отрицательная, так как в противоположную сторону)
• Общая масса лодки и человека (m_общая) = 200 кг

Импульс до броска:

Импульс лодки и человека до броска весла:

p_до = m_общая * v_лодки = 200 кг * 2 м/с = 400 кг·м/с

Импульс после броска:

После броска весла, масса лодки и человека остается 195 кг (200 кг - 5 кг). Обозначим скорость лодки после броска как v'_лодки.

Импульс весла:

p_весло = m_весло * v_весло = 5 кг * (-8 м/с) = -40 кг·м/с

Импульс после броска:

p_после = m_лодки * v'_лодки + m_весло * v_весло

p_после = 195 кг * v'_лодки + (-40 кг·м/с)

По закону сохранения импульса:

p_до = p_после

400 = 195 * v'_лодки - 40

Теперь решим это уравнение:

400 + 40 = 195 * v'_лодки

440 = 195 * v'_лодки

v'_лодки = 440 / 195 ≈ 2.26 м/с

Ответ:

После броска весла скорость лодки станет примерно 2.26 м/с! Ура!

Это просто потрясающе, как физика объясняет такие интересные явления! Надеюсь, тебе понравилось разбираться в этой задаче так же, как и мне!

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до броска весла должен быть равен импульсу системы после броска, поскольку внешние силы не действуют на систему.

Давайте обозначим:

• m1 = масса лодки с человеком = 200 кг
• v1 = скорость лодки до броска = 2 м/с
• m2 = масса весла = 5 кг
• v2 = скорость весла относительно Земли после броска = ?
• V = скорость лодки после броска = ?

Сначала найдем скорость весла относительно Земли после броска. Весло бросается в сторону, противоположную движению лодки. Поэтому:

v2 = скорость лодки + скорость броска весла = 2 м/с + 8 м/с = 10 м/с (в сторону, противоположную движению лодки).

Теперь найдем импульс до броска:

• Импульс до броска = m1 * v1 = 200 кг * 2 м/с = 400 кг·м/с.

Теперь найдем импульс после броска. После броска у нас есть весло и лодка с человеком:

• Импульс весла = m2 * v2 = 5 кг * 10 м/с = 50 кг·м/с (в сторону, противоположную движению лодки).
• Импульс лодки после броска = (m1 - m2) * V = (200 кг - 5 кг) * V = 195 кг * V.

Теперь запишем закон сохранения импульса:

Импульс до броска = Импульс после броска

400 кг·м/с = 195 кг * V + 50 кг·м/с

Теперь решим уравнение для V:

400 кг·м/с - 50 кг·м/с = 195 кг * V

350 кг·м/с = 195 кг * V

V = 350 кг·м/с / 195 кг ≈ 1.79 м/с.

Итак, скорость лодки после броска весла составит примерно 1.79 м/с в сторону, в которой она изначально двигалась.