Мальчик массой 29 кг выполняет трюк на скейтборде массой 9 кг и прыгает с него со скоростью 3 м/с. Сформулируйте закон

Содержание: Закон сохранения импульса и начальная скорость скейтборда

Объяснение: Закон сохранения импульса утверждает, что в отсутствие внешних сил, сумма импульсов системы тел остается постоянной. Импульс определяется как произведение массы тела на его скорость. В данной ситуации мы имеем мальчика на скейтборде, который выполняет трюк и прыгает с него. Поскольку нет внешних сил, сумма импульсов мальчика и скейтборда до и после прыжка должна остаться неизменной.

Поэтому формула для закона сохранения импульса в данной ситуации выглядит следующим образом:

mv + mv = mv + mv

где m - масса тела, v - скорость тела

Теперь, чтобы определить начальную скорость скейтборда после прыжка мальчика, мы можем использовать закон сохранения энергии. Для этого нужно решить уравнение, где все известные значения даны. Давайте подставим значения в формулу:

(29 кг * 3 м/с) + (9 кг * 0 м/с) = (29 кг * v) + (9 кг * v)

87 кг*м/с + 0 = 38 кг*м/с * v

В результате после сокращения и преобразования уравнения мы получаем:

87 кг*м/с = 47 кг*м/с * v

v = 87 кг*м/с / 47 кг*м/с

v ≈ 1,85 м/с

Ответ: Начальная скорость движения скейтборда после прыжка мальчика составляет примерно 1,85 м/с.

Совет: Для лучшего понимания закона сохранения импульса, можно представить его как "импульс, который уходит с одного тела, равен импульсу, который приходит к другому телу". Имейте в виду, что в отсутствие внешних сил, закон сохранения импульса всегда работает.

Задание для закрепления:
Мальчик массой 40 кг сидит на стуле массой 5 кг. Когда мальчик отталкивается от стула с силой 80 Н, какое ускорение получит мальчик и стул? Определите общую силу, действующую на систему. Выразите ускорение в м/с².