Мальчик массой 40 кг, стоя на коньках, бросает горизонтально камень массой 0,4 кг. начальная скорость камня равна 2 м/с. чему равна скорость мальчика после броска?
Шаг 1: Определим, какие известные и неизвестные величины есть в задаче.
Известные:
- Масса мальчика (mм) = 40 кг
- Масса камня (mк) = 0,4 кг
- Начальная скорость камня (vк) = 2 м/с
Неизвестная:
- Скорость мальчика после броска (vм)
Шаг 2: Построим модель системы и воспользуемся законом сохранения импульса.
Импульс (I) - это произведение массы на скорость:
I = m*v
Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов до и после взаимодействия остается неизменной.
В данном случае, мальчик бросает камень, поэтому система состоит из мальчика и камня. Поэтому общий импульс системы до броска равен общему импульсу системы после броска.
mм * vм + mк * vк = mм * v'м + mк * v'к
где vм - начальная скорость мальчика, v'м - скорость мальчика после броска
vк - начальная скорость камня, v'к - скорость камня после броска
Шаг 3: Подставим известные значения в уравнение.
40 кг * vм + 0,4 кг * 2 м/с = 40 кг * v'м + 0,4 кг * v'к
Шаг 4: В данной задаче нам дано, что начальная скорость камня равна 2 м/с. Однако, не уточнено, какая скорость камня после броска. Поэтому будем считать, что скорость камня после броска равна нулю (v'к = 0 м/с). Это обычно предполагается в подобных задачах.
40 кг * vм + 0,4 кг * 2 м/с = 40 кг * v'м + 0,4 кг * 0 м/с
Выразим скорость мальчика после броска (v'м):
40 кг * vм + 0,8 кг м/с = 40 кг * v'м
Шаг 5: Упростим уравнение, разделив обе части на 40 кг.
vм + 0,02 м/с = v'м
Шаг 6: Найдем значение скорости мальчика после броска.
Итак, скорость мальчика после броска (v'м) равна начальной скорости мальчика (vм) плюс 0,02 м/с.
v'м = vм + 0,02 м/с
В данном случае, начальная скорость мальчика (vм) не указана. Поэтому, чтобы найти конечную скорость мальчика после броска, нужно знать его начальную скорость.
Если вы знаете начальную скорость мальчика, подставьте ее вместо vм и вам будет известна конечная скорость мальчика после броска (v'м).
закон сохранения импульсов
m1v1=m2v2
40v1=0.4*2
v1=0.02 м/с
ответ 0.02 м/с