Как решить задачу? Физика Лыжник массой 80 кг съезжает с наклонной плоскости с углом наклона 30°, проехав 60м он выпускает вертикально вверх ракету с начальной скоростью 200 м/с и массой 0,024 кг. Какая скорость у этого лыжника после выпуска ракеты
где m1, v1 - масса и скорость ракеты до выпуска, m1, v1' - масса и скорость ракеты после выпуска, m2, v2 - масса и скорость лыжника после выпуска, g - ускорение свободного падения, h - высота с которой ракета была выпущена.
Подставив из первого уравнения v2 = (m1v1 - m1v1') / m2 и из второго уравнения h = 60m*sin(30°), получим:
v2 = (m1v1 - m1v1') / m2,
и
v1' = sqrt( m1 v1^2 - m1 v2^2 - 2 m1 g * h ) / m1.
Подставим известные значения:
m1 = 0,024 кг,
v1 = 200 м/с,
m2 = 80 кг,
g = 9,8 м/с^2,
h = 60м * sin(30°) = 30м.
Тогда после расчета получим:
v2 ≈ 119,583 м/с,
v1' ≈ 219,510 м/с.
Итак, скорость лыжника после выпуска ракеты составляет около 219,510 м/с.
Для решения данной задачи мы можем использовать законы сохранения импульса и энергии.
Импульс ракеты до выпуска равен импульсу ракеты после выпуска и импульсу лыжника после выпуска:
m1v1 = m1v1' + m2*v2',
где m1, v1 - масса и скорость ракеты до выпуска, m1, v1' - масса и скорость ракеты после выпуска, m2, v2 - масса и скорость лыжника после выпуска.
Также, можно использовать закон сохранения энергии:
1/2 m1 v1^2 = 1/2 m1 v1'^2 + 1/2 m2 v2^2 + m1 g h,
где m1, v1 - масса и скорость ракеты до выпуска, m1, v1' - масса и скорость ракеты после выпуска, m2, v2 - масса и скорость лыжника после выпуска, g - ускорение свободного падения, h - высота с которой ракета была выпущена.
Подставив из первого уравнения v2 = (m1v1 - m1v1') / m2 и из второго уравнения h = 60m*sin(30°), получим:
v2 = (m1v1 - m1v1') / m2,
и
v1' = sqrt( m1 v1^2 - m1 v2^2 - 2 m1 g * h ) / m1.
Подставим известные значения:
m1 = 0,024 кг,
v1 = 200 м/с,
m2 = 80 кг,
g = 9,8 м/с^2,
h = 60м * sin(30°) = 30м.
Тогда после расчета получим:
v2 ≈ 119,583 м/с,
v1' ≈ 219,510 м/с.
Итак, скорость лыжника после выпуска ракеты составляет около 219,510 м/с.