Применение закона сохранения импульса
1. Чему равна масса первой тележки, если вторая тележка имеет массу 2 кг и после столкновения движется в направлении
1. Чему равна масса первой тележки, если вторая тележка имеет массу 2 кг и после столкновения движется в направлении первой тележки со скоростью 6 м/с, в то время как первая тележка остановилась?
2. Какова скорость лодки в момент выстрела охотником с легкой надувной лодки, если масса охотника и лодки составляет 120 кг, масса дроби - 35 г, а начальная скорость дроби - 320 м/с? Ствол ружья направлен под углом 60 градусов к горизонту.
2. Какова скорость лодки в момент выстрела охотником с легкой надувной лодки, если масса охотника и лодки составляет 120 кг, масса дроби - 35 г, а начальная скорость дроби - 320 м/с? Ствол ружья направлен под углом 60 градусов к горизонту.
18.12.2023 14:21
Написать свой ответ:
Пояснение: Закон сохранения импульса гласит, что в отсутствие внешних сил общий импульс системы остается постоянным. В задаче №1 тележки сталкиваются, и их импульсы должны сохраняться. Первая тележка остановилась, поэтому ее импульс равен нулю. Вторая тележка имеет массу 2 кг и движется со скоростью 6 м/с. Чтобы найти массу первой тележки, воспользуемся законом сохранения импульса: масса первой тележки умноженная на ее скорость должна равняться импульсу второй тележки перед столкновением. Импульс второй тележки равен произведению ее массы на скорость: 2 кг * 6 м/с = 12 кг*м/с. Поскольку импульс первой тележки равен нулю, получаем уравнение: масса первой тележки * 0 м/с = 12 кг*м/с. Умножение на ноль дает нам ноль, поэтому масса первой тележки равна 0 кг.
В задаче №2 заданы массы охотника и лодки, начальная скорость дроби и угол между стволом ружья и горизонтом. Чтобы найти скорость лодки в момент выстрела, воспользуемся законом сохранения импульса. Полная масса системы (охотник + лодка) составляет 120 кг. Масса дроби равна 35 г, что составляет 0,035 кг. Начальная скорость дроби равна 320 м/с. Обозначим скорость лодки как v. Закон сохранения импульса гласит, что импульс до выстрела равен импульсу после выстрела. Начальный импульс системы равен (120 кг + 0,035 кг) * v, а конечный импульс равен 0,035 кг * (320 м/с * cos(60 градусов)) + 120 кг * v, где cos(60 градусов) - это проекция скорости дроби на горизонтальную ось. Составляем уравнение: (120,035) * v = 0,035 * (320 * cos(60)) + 120 * v. Решив это уравнение, мы найдем скорость лодки в момент выстрела.
Демонстрация:
1. В задаче №1 масса первой тележки равна 0 кг.
2. В задаче №2 скорость лодки в момент выстрела равна...
Совет: При решении задач, связанных с законом сохранения импульса, внимательно определите, какие объекты составляют систему, и учитывайте знаки (+/-) для импульсов, скоростей и масс.
Упражнение: Произвольно выберите два объекта с известными массами и скоростями. Рассчитайте импульс каждого объекта, а затем убедитесь, что их сумма равна нулю (с учетом знаков).