Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 12450

В начальный момент времени лодка двигалась со скоростью 4,06
м
c
. Через некоторое время в неё со скоростью 4,4
м
c
прыгнул студент массой 48 кг, в результате чего лодка остановилась. Какова была масса лодки?


Решение и ответ:
Ответ: ≈52
в виде формулы:52.019704433498

Это пример задачи с неупругим соударением объектов, то есть когда объекты либо до, либо после взаимодействия, двигаются как единое целое.
Неупругое взаимодействие описывается законом сохранения импульса: Σp⃗ = const, откуда
p⃗1 + p⃗2 = const, где "1" - это первый объект, лодка, а "2" - это второй объект, студент.
Рассмотрим два состояния этих объектов: до взаимодействия и после взаимодействия, во втором случае величины обозначим со штрихом: p⃗1 + p⃗2 = p⃗'1 + p⃗'2.
Напрямую векторные величины сложить/вычесть не получится, поэтому вначале найдём проекции этих величин: до того, как студент прыгнул в лодку, будем считать направление движения студента положительным, а направление движения лодки - отрицательным. После взаимодействия студент и лодка покоились, поэтому проекции их импульсов можно считать положительными и равными нулю: -p1 + p2 = p'1 + p'2 и, значит,
-p1 + p2 = 0 + 0.
Откуда: p1 = p2,
и, далее: m1×v1 = m2×v2 .
Таким образом: m1 =
m2×v2
v1
.
Подставим значения и получим: масса лодки была равна m1 ≈ 52 кг.


Похожие задачи: 11430.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №11430:
(Решение с недочётами, ответ верный) Комментарий к решению: В решении не указан закон сохранения импульса (Σp = const), его применяемость (p1 + p2 = const) и сразу записаны два состояния: p1 + p2 = p'1 + p'2. Далее, нигде не указано в "дано" или на рисунке, что тела после взаимодействия неподвижны (v' = 0). Верный ответ, недостаточное обоснование.

Нашли ошибку? Сообщите нам!
Не хватает табличных данных? Посмотрите в справочнике!

Тема: Импульс и закон сохранения импульса.