Мальчик массой 20 кг, стоя на коньках, бросает камень массой 1 кг со скоростью 5 м/с. Какова будет горизонтальная скорость мальчика после броска камня?

Физика 9 класс Закон сохранения импульса горизонтальная скорость закон сохранения импульса физика масса мальчика масса камня скорость броска коньки Движение механика Новый

Для решения этой задачи мы воспользуемся законом сохранения импульса. Импульс системы до броска камня равен импульсу системы после броска. В данном случае система состоит из мальчика и камня.

Шаг 1: Определим импульсы до броска.

• Перед броском камень и мальчик находятся в состоянии покоя, поэтому их скорости равны нулю.
• Импульс системы до броска: P_до = 0.

Шаг 2: Определим импульсы после броска.

• После броска камень движется со скоростью 5 м/с.
• Импульс камня: P_камня = m_камня * v_камня = 1 кг * 5 м/с = 5 кг·м/с.
• Обозначим скорость мальчика после броска как v_мальчика. Импульс мальчика: P_мальчика = m_мальчика * v_мальчика = 20 кг * v_мальчика.

Шаг 3: Применим закон сохранения импульса.

Согласно закону сохранения импульса, сумма импульсов до броска равна сумме импульсов после броска:

P_до = P_камня + P_мальчика

0 = 5 кг·м/с + 20 кг * v_мальчика

Шаг 4: Найдем скорость мальчика.

Перепишем уравнение:

20 кг * v_мальчика = -5 кг·м/с

Теперь разделим обе стороны на 20 кг:

v_мальчика = -5 кг·м/с / 20 кг = -0.25 м/с.

Шаг 5: Интерпретация результата.

Отрицательный знак указывает на то, что мальчик движется в противоположном направлении относительно направления броска камня.

Ответ: Горизонтальная скорость мальчика после броска камня составит 0.25 м/с в противоположном направлении.