Какова скорость движения лодки после броска весла, если человек, находящийся на движущейся лодке, бросает весло
Какова скорость движения лодки после броска весла, если человек, находящийся на движущейся лодке, бросает весло в обратном направлении лодки со скоростью 8 м/с, а масса лодки вместе с человеком составляет 200 кг, а человек движется со скоростью 2 м/с?
09.12.2023 21:39
Инструкция:
Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать закон сохранения импульса. Согласно этому закону, сумма импульсов до и после броска весла должна оставаться неизменной.
Импульс - это произведение массы на скорость. Пусть "Мл" обозначает массу лодки и "Мч" - массу человека. "Vл" и "Vч" обозначают скорости лодки и человека соответственно до броска весла, а "V"л" - скорость лодки после броска весла.
Изначально у нас есть импульс лодки и импульс человека:
"Импульс лодки до броска весла" = Мл * Vл
"Импульс человека до броска весла" = Мч * Vч
После броска весла, импульсы должны сохраниться:
"Импульс лодки после броска весла" = Мл * V"л
"Импульс человека после броска весла" = Мч * (-Vч)
Так как эти импульсы должны быть равны, мы можем записать уравнение:
Мл * Vл + Мч * Vч = Мл * V"л - Мч * Vч
Мы знаем, что Мл = 200 кг, Vл = 0 м/с (так как лодка в состоянии покоя перед броском весла), Мч = 200 кг и Vч = 2 м/с. Подставляя эти значения в наше уравнение, мы можем решить его относительно V"л:
200 кг * 0 м/с + 200 кг * 2 м/с = 200 кг * V"л - 200 кг * 2 м/с
400 кг * м/с = 200 кг * V"л - 400 кг * м/с
200 кг * м/с = 200 кг * V"л
Сокращаем 200 кг с обеих сторон:
м/с = V"л
Таким образом, скорость движения лодки после броска весла составляет 1 м/с.
Пример:
Учитывая данную информацию: Мл = 200 кг, Vл = 0 м/с, Мч = 200 кг и Vч = 2 м/с, мы можем использовать закон сохранения импульса для определения скорости лодки после броска весла.
Совет:
Чтобы лучше понять задачу и сохранить ясность во время решения, рекомендуется внимательно прочитать условие задачи и использовать систему уравнений, основанную на законе сохранения импульса.
Закрепляющее упражнение:
В лодке массой 150 кг движется человек со скоростью 3 м/с. Если человек бросает весло вперед со скоростью 4 м/с, какова будет скорость лодки после броска? Известно, что масса весла составляет 5 кг.