Нажмите "Enter" для перехода к содержанию

1. Якій швидкості рухається човен вирівноважений рибалкою масою 80 кг, який стрибнув до нерухомого човна зі швидкістю

1. Якій швидкості рухається човен вирівноважений рибалкою масою 80 кг, який стрибнув до нерухомого човна зі швидкістю 3м/с, якщо маса човна становить 160 кг?
2. Після зіткнення, з якою швидкістю і в якому напрямку тіла масою 2 і 6 кг будуть рухатись, якщо вони рухалися назустріч одне одному зі швидкістю 2м/с?

Ответ:

1. Щоб вирішити цю задачу, ми можемо застосувати закон збереження рухової кількості. Закон збереження рухової кількості стверджує, що сума рухових кількостей перед і після якої-небудь взаємодії залишається постійною.

У цій задачі ми маємо два об’єкти: рибалку і човен. Давайте назвемо рибалку об’єктом 1 і човен — об’єктом 2.

Дано:
Маса рибалки: m1 = 80 кг
Швидкість рибалки перед зіткненням: v1 = 3 м/с
Маса човна: m2 = 160 кг

Ми шукаємо швидкість руху човна після зіткнення з рибалкою.

Позначимо шукану швидкість човна після зіткнення як v2.

Застосуємо закон збереження рухової кількості для об’єктів 1 і 2:

m1 * v1 + m2 * v2 = (m1 + m2) * v

Де v — шукана швидкість після зіткнення для об’єктів 1 і 2.

Підставляючи відомі значення, ми можемо записати рівняння:

80 кг * 3 м/с + 160 кг * v2 = (80 кг + 160 кг) * v2

240 кг * м/с + 160 кг * v2 = 240 кг * v2

Перенесемо 160 кг * v2 в праву частину рівняння:

240 кг * м/с = 240 кг * v2 — 160 кг * v2

Спростимо обидві частини рівняння:

240 кг * м/с = 80 кг * v2

Розділимо обидві частини на 80 кг:

3 м/с = v2

Таким чином, швидкість човна після зіткнення з рибалкою становить 3 м/с.

2. У цій задачі ми також можемо застосувати закон збереження рухової кількості.

Дано:
Маса першого тіла: m1 = 2 кг
Маса другого тіла: m2 = 6 кг
Швидкість обох тіл перед зіткненням: v1 = v2 = 2 м/с

Ми шукаємо швидкості руху обох тіл після зіткнення.

Позначимо шукані швидкості після зіткнення як v1′ і v2′.

Застосуємо закон збереження рухової кількості для обох тіл:

m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1′ + m2 * v2′

Замінюючи відомі значення, ми отримуємо:

2 кг * 2 м/с + 6 кг * 2 м/с = 2 кг * v1′ + 6 кг * v2′

4 кг * м/с + 12 кг * м/с = 2 кг * v1′ + 6 кг * v2′

16 кг * м/с = 2 кг * v1′ + 6 кг * v2′

Позначимо шукані швидкості як v1′ і v2′, і розділимо обидві частини рівняння на 2 кг:

8 м/с = v1′ + 3 кг * v2′

Тепер ми повинні уявити собі знаки у відповідності до напрямку руху кожного тіла.

Якщо перше тіло рухається зі швидкістю 2 м/с в одному напрямку, а друге тіло рухається зі швидкістю 2 м/с в напрямку, протилежному першому тілу, то для збереження рухової кількості після зіткнення швидкість першого тіла буде протилежна швидкості другого тіла. Таким чином, ми можемо записати:

v1′ = -v2′

Підставляючи вираз для v1′ у рівняння, ми отримуємо:

8 м/с = -v2′ + 3 кг * v2′

Згрупуємо подібні терміни:

8 м/с = (3 кг — 1) * v2′

8 м/с = 2 кг * v2′

Розділимо обидві частини на 2 кг:

4 м/с = v2′

Отже, швидкість другого тіла після зіткнення буде 4 м/с в напрямку, зворотному до першого тіла. Швидкість першого тіла буде -4 м/с, а це означає, що воно рухатиметься в напрямку проти другого тіла зі швидкістю 4 м/с.

Отже, тіло масою 2 кг буде рухатись зі швидкістю -4 м/с, а тіло масою 6 кг буде рухатись зі швидкістю 4 м/с.