Вопрос задан 12.04.2025 в 19:28. Предмет Физика. Спрашивает Зиновьев Никита.

2 человека на роликовых коньках стоят друг против друга.Масса первого человека 70 кг второго 80 кг.первый бросает второму груз массой 10 кг со скоростью 5 м/с направленный горизонтально.Определите скорость первого человека после броска и второго после того как он поймает груз.Трением пренебречь.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Корнилова Танюша.

Для решения этой задачи нужно использовать закон сохранения импульса. Этот закон гласит, что в замкнутой системе суммарный импульс до взаимодействия равен суммарному импульсу после взаимодействия.

Обозначим:

  • m1=70 кгm_1 = 70 \, \text{кг} — масса первого человека,
  • m2=80 кгm_2 = 80 \, \text{кг} — масса второго человека,
  • mгруза=10 кгm_{\text{груза}} = 10 \, \text{кг} — масса груза,
  • vгруза=5 м/сv_{\text{груза}} = 5 \, \text{м/с} — скорость груза в момент броска,
  • v1′v_1' — скорость первого человека после броска (нужно найти),
  • v2′v_2' — скорость второго человека после того, как он поймает груз (нужно найти).

Исходное состояние: оба человека стоят неподвижно, их начальная скорость равна нулю. Следовательно, начальный импульс системы равен нулю.

  1. Рассмотрим бросок груза первым человеком.

    До броска импульс системы равен:

    pдо=(m1+mгруза)⋅0=0.p_{\text{до}} = (m_1 + m_{\text{груза}}) \cdot 0 = 0.

    После броска:

    pпосле=m1⋅v1′+mгруза⋅vгруза.p_{\text{после}} = m_1 \cdot v_1' + m_{\text{груза}} \cdot v_{\text{груза}}.

    По закону сохранения импульса:

    pдо=pпосле.p_{\text{до}} = p_{\text{после}}.

    Подставим значения:

    0=m1⋅v1′+mгруза⋅vгруза.0 = m_1 \cdot v_1' + m_{\text{груза}} \cdot v_{\text{груза}}.

    Выразим v1′v_1':

    v1′=−mгруза⋅vгрузаm1.v_1' = -\frac{m_{\text{груза}} \cdot v_{\text{груза}}}{m_1}.

    Подставим численные значения:

    v1′=−10⋅570=−5070=−0,714 м/с.v_1' = -\frac{10 \cdot 5}{70} = -\frac{50}{70} = -0{,}714 \, \text{м/с}.

    Отрицательный знак показывает, что первый человек движется в противоположном направлении от брошенного груза. Итак, скорость первого человека:

    v1′=−0,714 м/с.v_1' = -0{,}714 \, \text{м/с}.
  2. Рассмотрим момент, когда второй человек ловит груз.

    До взаимодействия:

    • Второй человек неподвижен (v2=0v_2 = 0),
    • Груз движется со скоростью vгруза=5 м/сv_{\text{груза}} = 5 \, \text{м/с}.

    Общий импульс до ловли:

    pдо=mгруза⋅vгруза+m2⋅0=mгруза⋅vгруза.p_{\text{до}} = m_{\text{груза}} \cdot v_{\text{груза}} + m_2 \cdot 0 = m_{\text{груза}} \cdot v_{\text{груза}}.

    После ловли:

    • Груз и второй человек движутся вместе с общей скоростью v2′v_2'.

    Общий импульс после ловли:

    pпосле=(m2+mгруза)⋅v2′.p_{\text{после}} = (m_2 + m_{\text{груза}}) \cdot v_2'.

    По закону сохранения импульса:

    pдо=pпосле.p_{\text{до}} = p_{\text{после}}.

    Подставим значения:

    mгруза⋅vгруза=(m2+mгруза)⋅v2′.m_{\text{груза}} \cdot v_{\text{груза}} = (m_2 + m_{\text{груза}}) \cdot v_2'.

    Выразим v2′v_2':

    v2′=mгруза⋅vгрузаm2+mгруза.v_2' = \frac{m_{\text{груза}} \cdot v_{\text{груза}}}{m_2 + m_{\text{груза}}}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос