Какую скорость имеет вторая лодка относительно берега и какова их скорость сближения, если два рыбака, находящихся
Какую скорость имеет вторая лодка относительно берега и какова их скорость сближения, если два рыбака, находящихся в разных лодках, приближаются друг к другу, перехватывая канат, протянутый между лодками (см. рис. 43)? Массы лодок с рыбаками составляют 300 и 250 кг соответственно, а скорость первой лодки равна 2 м/с.
11.12.2023 03:04
Инструкция:
Для решения данной задачи нам понадобится применить закон сохранения импульса. Импульс - это векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость. Закон сохранения импульса гласит, что взаимодействие двух тел происходит так, что изменение общего импульса системы равно нулю.
Сначала найдем скорость второй лодки относительно берега. Пусть скорость второй лодки равна V2. Тогда согласно закону сохранения импульса мы можем записать следующее уравнение:
(масса первой лодки * скорость первой лодки) + (масса второй лодки * скорость второй лодки) = 0
(300 кг * 2 м/с) + (250 кг * V2) = 0
Раскроем скобки и найдем значение скорости второй лодки:
600 кг м/с + 250 кг * V2 = 0
250 кг * V2 = -600 кг м/с
V2 = -600 кг м/с / 250 кг
V2 ≈ -2,4 м/с (округленное значение)
Теперь найдем скорость их сближения. Для этого сложим модули скоростей первой и второй лодок:
|2 м/с| + |-2,4 м/с| = 2 м/с + 2,4 м/с = 4,4 м/с
Скорость сближения лодок равна 4,4 м/с.
Совет:
Чтобы лучше понять задачу и применить закон сохранения импульса, полезно представить себе взаимодействие лодок и перехваченного каната как одну систему, где оба имеют обратные по направлению скорости.
Упражнение:
Решите задачу, если массы лодок с рыбаками составляют 400 и 350 кг соответственно, а скорость первой лодки равна 3 м/с. Какую скорость имеет вторая лодка относительно берега и какова их скорость сближения?