Смещение плота в воде
1. Какое будет смещение плота относительно Земли, когда человек переместится в противоположный конец плота? (Плот
1. Какое будет смещение плота относительно Земли, когда человек переместится в противоположный конец плота? (Плот массой 500 кг и длиной 4 м, человек массой 60 кг, плот считается однородным телом, сопротивление воды не учитывается.)
2. Найдите длину лодки, если она массой 150 кг неподвижна в стоячей воде, а человек массой 50 кг переходит с одного конца на другой, при этом лодка смещается на 50 см относительно дна. (Сопротивление воды пренебрегается.)
2. Найдите длину лодки, если она массой 150 кг неподвижна в стоячей воде, а человек массой 50 кг переходит с одного конца на другой, при этом лодка смещается на 50 см относительно дна. (Сопротивление воды пренебрегается.)
06.02.2024 05:08
Написать свой ответ:
Инструкция:
Когда человек перемещается в противоположный конец плота, он изменяет центр тяжести системы плот-человек. Центр тяжести плота смещается согласно принципу сохранения импульса, чтобы компенсировать смещение центра тяжести человека.
1. Для нахождения смещения плота рассмотрим систему "плот + человек" до перемещения. При этом общая масса системы составляет:
M = масса плота + масса человека = 500 кг + 60 кг = 560 кг.
2. После перемещения человека на противоположный конец плота, центр масс системы будет смещен на некоторую величину d от изначального положения.
3. Согласно принципу сохранения импульса, импульс системы до и после перемещения должен быть равен:
Масса плота * скорость плота до = Масса плота * скорость плота после
4. Так как плот неподвижен, скорость плота до перемещения равна нулю, а после перемещения величина d будет равна скорости человека. Таким образом, мы получаем:
0 = 500 кг * 0 + 60 кг * V, где V - скорость человека после перемещения.
5. Решим уравнение:
0 = 0 + 60 кг * V
V = 0
Значит, скорость человека после перемещения, и, следовательно, смещение плота равно нулю.
Демонстрация:
1. Какое будет смещение плота относительно Земли, когда человек переместится в противоположный конец плота?
Ответ: Смещение плота относительно Земли будет равно нулю.
Совет:
Для более легкого понимания концепции смещения плота в воде рекомендуется изучение законов сохранения момента импульса и массы-тяжести.
Упражнение:
Предположим, плот имеет массу 300 кг, а человек - 75 кг. Как изменится смещение плота относительно Земли, если человек переместится на треть длины плота?