С лодки массой 200 кг, движущейся со скоростью 1 м/c, ныряет мальчик массой 50 кг,двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика,если он прыгает с кармы с скоростью 4м\с
Предположим, что скорость 4 м/с4\ \mathrm{м/с}4м/с дана относительно лодки и направлена назад. По закону сохранения импульса: Параметры: M=200 кгM=200\ \mathrm{кг}M=200кг (лодка), m=50 кгm=50\ \mathrm{кг}m=50кг (мальчик), начальная скорость u=1 м/сu=1\ \mathrm{м/с}u=1м/с. Обозначим конечную скорость лодки vbv_bvb, тогда скорость мальчика относительно земли vм=vb−4v_{\text{м}}=v_b-4vм=vb−4. Записываем импульс до и после: (M+m)u=Mvb+m(vb−4).
(M+m)u = Mv_b + m(v_b-4). (M+m)u=Mvb+m(vb−4).
Подставляем числа: 250⋅1=200vb+50(vb−4) ⟹ 250=250vb−200 ⟹ 450=250vb.
250\cdot 1 = 200v_b + 50(v_b-4) \implies 250 = 250v_b -200 \implies 450 = 250v_b. 250⋅1=200vb+50(vb−4)⟹250=250vb−200⟹450=250vb.
Отсюда vb=450250=1.8 м/с.
v_b = \frac{450}{250} = 1.8\ \mathrm{м/с}. vb=250450=1.8м/с. (Если же скорость 4 м/с4\ \mathrm{м/с}4м/с дана относительно земли и направлена назад, то vм=−4v_{\text{м}}=-4vм=−4 и по тому же уравнению получится vb=2.25 м/сv_b=2.25\ \mathrm{м/с}vb=2.25м/с.)
Параметры: M=200 кгM=200\ \mathrm{кг}M=200 кг (лодка), m=50 кгm=50\ \mathrm{кг}m=50 кг (мальчик), начальная скорость u=1 м/сu=1\ \mathrm{м/с}u=1 м/с. Обозначим конечную скорость лодки vbv_bvb , тогда скорость мальчика относительно земли vм=vb−4v_{\text{м}}=v_b-4vм =vb −4.
Записываем импульс до и после:
(M+m)u=Mvb+m(vb−4). (M+m)u = Mv_b + m(v_b-4).
(M+m)u=Mvb +m(vb −4). Подставляем числа:
250⋅1=200vb+50(vb−4) ⟹ 250=250vb−200 ⟹ 450=250vb. 250\cdot 1 = 200v_b + 50(v_b-4) \implies 250 = 250v_b -200 \implies 450 = 250v_b.
250⋅1=200vb +50(vb −4)⟹250=250vb −200⟹450=250vb . Отсюда
vb=450250=1.8 м/с. v_b = \frac{450}{250} = 1.8\ \mathrm{м/с}.
vb =250450 =1.8 м/с.
(Если же скорость 4 м/с4\ \mathrm{м/с}4 м/с дана относительно земли и направлена назад, то vм=−4v_{\text{м}}=-4vм =−4 и по тому же уравнению получится vb=2.25 м/сv_b=2.25\ \mathrm{м/с}vb =2.25 м/с.)