Мальчик, масса которого m = 41 кг, выполняя трюк на стоящем скейтборде, спрыгивает с него с начальной скоростью v = 3 м/с. Масса скейтборда M = 9 кг. Начальная скорость движения скейтборда после прыжка мальчика равна V. Сформулируй закон сохранения импульса для данной ситуации. Из указанных ниже вариантов выбери правильный ответ
Определи начальную скорость движения скейтборда после прыжка мальчика. Из предложенных вариантов выбери ответ, наиболее близкий к правильному.
Масса мальчика равна 41 кг, его начальная скорость равна 3 м/с. Масса скейтборда равна 9 кг, начальная скорость движения после прыжка мальчика равна V.
Импульс mальчика до прыжка вычисляется как произведение его массы и начальной скорости:
p1 = m * v = 41 кг * 3 м/с = 123 кг*м/с.
Импульс скейтборда до прыжка вычисляется как произведение его массы и начальной скорости:
P1 = M * 0 м/с = 9 кг * 0 м/с = 0 кг*м/с.
Сумма начальных импульсов системы равна:
p1 + P1 = 123 кг*м/с + 0 кг*м/с = 123 кг*м/с.
Сумма конечных импульсов системы равна:
p2 + P2 = 0 кг*м/с + M * V.
Исходя из закона сохранения импульса, сумма начальных импульсов должна быть равна сумме конечных импульсов:
p1 + P1 = p2 + P2.
123 кг*м/с = 0 кг*м/с + 9 кг * V.
123 кг*м/с = 9 кг * V.
Для определения начальной скорости движения скейтборда после прыжка мальчика, необходимо разделить обе части уравнения на 9 кг:
(123 кг*м/с) / 9 кг = (9 кг * V) / 9 кг.
13,67 м/с = V.
Ответ: начальная скорость движения скейтборда после прыжка мальчика равна примерно 13,67 м/с.
Однако, в данном случае масса скейтборда очень мала по сравнению с массой мальчика, поэтому можно сделать приближенное допущение, что начальная скорость движения скейтборда после прыжка мальчика равна 0 м/с.