Вопрос задан 07.02.2025 в 23:40. Предмет Физика. Спрашивает Гресь Ирина.

Папа, обу­чая де­воч­ку ка­тать­ся на конь­ках, сколь­зит с ней по льду со ско­ро­стью 4 м/с. В не­ко­то­рый мо­мент он ак­ку­рат­но тол­ка­ет де­воч­ку в на­прав­ле­нии дви­же­ния. При этом ско­рость папы умень­ша­ет­ся до 3,5 м/с. Масса де­воч­ки 20 кг, а папы 80 кг. Ка­ко­ва ско­рость де­воч­ки после толч­ка? Тре­ние конь­ков о лед не учи­ты­вай­те.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Borodin Maxim.

Для решения задачи давайте применим закон сохранения импульса, так как в данной ситуации нет внешних сил, которые бы значительно изменяли общий импульс системы "папа + девочка".

Шаг 1: Определение импульсов до и после толчка

Сначала определим импульс системы до толчка. Импульс pp тела можно выразить через его массу mm и скорость vv:

p=mvp = m \cdot v

До толчка папа и девочка движутся с одинаковой скоростью 4м/с4 \, м/с, и их массы известны:

  • масса девочки m1=20кгm_1 = 20 \, кг
  • масса папы m2=80кгm_2 = 80 \, кг
  • скорость девочки и папы до толчка v0=4м/сv_0 = 4 \, м/с

Импульс системы до толчка:

pдо=m1v0+m2v0=204+804=80+320=400кгм/сp_{\text{до}} = m_1 \cdot v_0 + m_2 \cdot v_0 = 20 \cdot 4 + 80 \cdot 4 = 80 + 320 = 400 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}

Шаг 2: Определение импульсов после толчка

После того как папа толкает девочку, их скорости меняются. Пусть скорость девочки после толчка — это v1v_1, а скорость папы — v2=3,5м/сv_2 = 3,5 \, м/с, как указано в условии.

Импульс системы после толчка:

pпосле=m1v1+m2v2=20v1+803,5p_{\text{после}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = 20 \cdot v_1 + 80 \cdot 3,5

Так как импульс системы сохраняется (внешних сил нет), то импульс до толчка равен импульсу после:

400=20v1+803,5400 = 20 \cdot v_1 + 80 \cdot 3,5

Шаг 3: Решение уравнения

Подставим значения:

400=20v1+280400 = 20 \cdot v_1 + 280

Теперь выразим v1v_1:

400280=20v1400 - 280 = 20 \cdot v_1 120=20v1120 = 20 \cdot v_1 v1=12020=6м/сv_1 = \frac{120}{20} = 6 \, м/с

Ответ: Скорость девочки после толчка составит 6м/с6 \, м/с.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос