Человек с рюкзаком едет на велосипеде со скоростью 5 м/с. Масса человека 50 кг, а масса рюкзака 8

Ответы на вопрос

Отвечает Ситдикова Алиса.

Давайте разберем задачу подробно.

Масса человека: $m_1 = 50 \, \text{кг}$
Масса рюкзака: $m_2 = 8 \, \text{кг}$
Начальная скорость системы (человек + рюкзак): $v_0 = 5 \, \text{м/с}$
Скорость рюкзака относительно земли после того, как он был брошен: $v_2' = -1 \, \text{м/с}$ (знак минус, потому что рюкзак движется в направлении, противоположном движению человека)

Необходимо определить новую скорость человека на велосипеде $v_1'$ , используя закон сохранения импульса.

Система до и после бросания рюкзака замкнутая, если не учитывать внешние силы, такие как трение. Поэтому импульс до и после бросания сохраняется:

p_{\text{до}} = p_{\text{после}}

Запишем импульс до бросания:

p_{\text{до}} = (m_1 + m_2) v_0

Импульс после бросания:

p_{\text{после}} = m_1 v_1' + m_2 v_2'

Приравниваем импульсы:

(m_1 + m_2) v_0 = m_1 v_1' + m_2 v_2'

(50 + 8) \cdot 5 = 50 \cdot v_1' + 8 \cdot (-1)

Считаем:

58 \cdot 5 = 50 \cdot v_1' - 8

290 = 50 \cdot v_1' - 8

290 + 8 = 50 \cdot v_1'

298 = 50 \cdot v_1'

v_1' = \frac{298}{50}

v_1' = 5.96 \, \text{м/с}

После того как человек сбросит рюкзак, его скорость увеличится до 5.96 м/с.

Изменение скорости:

\Delta v = v_1' - v_0 = 5.96 - 5 = 0.96 \, \text{м/с}

Таким образом, скорость человека увеличится на 0.96 м/с.

Ответы на вопрос