Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса.
Для начала найдем изменение импульса системы лодка-человек до и после перемещения человека. Пусть лодка массой MMM стоит неподвижно, человек массой mmm начинает двигаться со скоростью VVV относительно лодки.
Импульс системы до перемещения человека равен mVmVmV, а после перемещения человека импульс системы равен (m+M)V1(m+M)V_1(m+M)V1, где скорость лодки после перемещения человека равна V1V_1V1.
По закону сохранения импульса: mV=(m+M)V1mV = (m+M)V_1mV=(m+M)V1V1=mm+MVV_1 = \frac{m}{m+M}VV1=m+MmV
Теперь мы можем использовать закон сохранения импульса для нахождения изменения положения лодки. Пусть исходное положение человека относительно кормы лодки равно x0x_0x0, а новое положение человека - x1x_1x1. Тогда изменение импульса системы lодка-человек до и после перемещения человека равно: (m+M)(x0−x)=M(x1−x)(m+M)(x_0 - x) = M(x_1 - x)(m+M)(x0−x)=M(x1−x)
Где xxx - новое положение центра масс системы лодка-человек. Так как центр масс системы лодка-человек не меняется в результате перемещения, то x0=x1x_0 = x_1x0=x1.
x=m+MMx0x = \frac{m+M}{M}x_0x=Mm+Mx0
Теперь подставим данные: M=180M=180M=180 кг, m=60m=60m=60 кг, x0=2x_0=2x0=2 м:
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса.
Для начала найдем изменение импульса системы лодка-человек до и после перемещения человека. Пусть лодка массой MMM стоит неподвижно, человек массой mmm начинает двигаться со скоростью VVV относительно лодки.
Импульс системы до перемещения человека равен mVmVmV, а после перемещения человека импульс системы равен (m+M)V1(m+M)V_1(m+M)V1 , где скорость лодки после перемещения человека равна V1V_1V1 .
По закону сохранения импульса:
mV=(m+M)V1mV = (m+M)V_1mV=(m+M)V1 V1=mm+MVV_1 = \frac{m}{m+M}VV1 =m+Mm V
Теперь мы можем использовать закон сохранения импульса для нахождения изменения положения лодки. Пусть исходное положение человека относительно кормы лодки равно x0x_0x0 , а новое положение человека - x1x_1x1 . Тогда изменение импульса системы lодка-человек до и после перемещения человека равно:
(m+M)(x0−x)=M(x1−x)(m+M)(x_0 - x) = M(x_1 - x)(m+M)(x0 −x)=M(x1 −x)
Где xxx - новое положение центра масс системы лодка-человек. Так как центр масс системы лодка-человек не меняется в результате перемещения, то x0=x1x_0 = x_1x0 =x1 .
x=m+MMx0x = \frac{m+M}{M}x_0x=Mm+M x0
Теперь подставим данные: M=180M=180M=180 кг, m=60m=60m=60 кг, x0=2x_0=2x0 =2 м:
x=60+180180⋅2=240180⋅2=24090≈2.67 мx = \frac{60+180}{180} \cdot 2 = \frac{240}{180} \cdot 2 = \frac{240}{90} \approx 2.67\ мx=18060+180 ⋅2=180240 ⋅2=90240 ≈2.67 м
Таким образом, неподвижная лодка сместится на приблизительно 2.67 метра в результате перемещения человека.