Сидячи на лодці, яка рухається зі швидкістю 1 м/с, мисливець стріляє з рушниці у напрямку руху лодки. Враховуючи масу

Содержание вопроса: Закон сохранения импульса

Описание: Задача связана с применением закона сохранения импульса, который гласит, что в изолированной системе сумма начальных импульсов равна сумме конечных. В данной задаче, системой является мисливец, лодка и вылетающая пуля.

Чтобы решить задачу, надо разобраться в двух моментах: конечной скорости лодки после выстрела и начальной скорости вылетающей пули относительно земли (без учета движения лодки).

В начале решения мы имеем начальную скорость лодки (1 м/с) и нулевую скорость пули. После выстрела лодка и пуля будут приобретать некоторую конечную скорость, которую мы обозначим как V_л (скорость лодки) и V_п (скорость пули).

Используя закон сохранения импульса, можно записать уравнение:

(m_л + m_п) * V_л = m_л * v_л + m_п * v_п

Где m_л и m_п - массы лодки и пули соответственно, v_л - начальная скорость лодки, v_п - начальная скорость пули.

Исключая начальную скорость пули (v_п), получаем уравнение:

(m_л + m_п) * V_л = m_л * v_л

Так как m_л и m_п даны в килограммах, а v_л в метрах в секунду, то искомое кол-во выстрелов равно:

n = v_л / V_л

Подставив значения m_л = 200 кг, m_п = 0.02 кг, v_л = 1 м/с и V_л = 500 м/с в последнее уравнение, получаем:

n = 1/500 = 0.002

Ответ: мисливец сделает 15 выстрелов до остановки лодки.

Совет: Чтобы лучше понять закон сохранения импульса, можно провести дополнительные эксперименты. Например, можно взять лодку и пушку для стрельбы из пуль и посмотреть, как движение лодки изменяется после каждого выстрела.

Упражнение: Мисливец стреляет из ружья, имеющего массу 3 кг, пуля имеет массу 10 г и покидает ствол со скоростью 500 м/с. С какой скоростью будет двигаться ружье после выстрела, если оно было покоиться? Ответ округлите до целого числа.